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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung überprüfen (StepUp) / Mosfet suche


Autor: Malte __ (malte) Benutzerseite
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Hallo,
Ich habe die Schaltung im Anhang entworfen. Probleme macht mir aber vor
allem noch der Mosfet Q4. Hier möchte ich einen Transistor einbauen, der
möglichst 5A bei einer Gate Spannung von 2V schalten kann. Nur leider
finde ich absolut keinen Typ der passt und so langsam frage ich mich ob
es überhaupt einen passenden gibt. Es muss kein Mosfet sein, wenn bei
einem "normalen" Transistor der Spannungsabfall gering genug ist.

Ziel der Schaltung: Aus den beiden NIMH Accus soll eine 5V Spannung für
externe Verbraucher erzeugt werden. Der MCU soll den Ladezustand
überwachen und auf dem LCD ausgeben. Bei drohender Tiefentladung soll
er abschalten. Beim Anschluss eines Netzgeräts (an IN1 und IN2) sollen
die Accus wieder aufgeladen werden - ebenfalls überwacht vom MCU.
Die Schaltung mit dem StepUp Wandler stammt aus dem Datenblatt des ICs.
Beim Berechnen der Spule mit den Formeln des Datenblatts musste ich
feststellen dass bei 1A (5V) Ausgangsstrom der Eingangsstrom spitzen
von gut 10A (2V) benötigen soll. Daher habe ich meine Erwartungen auf
0,5A Ausgangsstrom zurück geschraubt. Aber auch so sieht das reichlich
eng aus. Es wäre schön wenn es möglich wäre zwei Spulen (L1) und
Transistoren (Q1) parallel zu schalten um die Innenwiderstände zu
halbieren.

Also hat jemand Tipps zur Verbesserung der Schaltung und eine Lösung
für Q4?

Autor: Unbekannter (Gast)
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Der Mosfet wird doch "gebootstraped", d.h. er wird mit den erzeugten 5
Volt versorgt, wie der Schaltregler selbst.

Du brauchst nur einen Mosfet der bei 2 Volt schon mal einigermassen
leitet, damit der Schaltregler gut starten kann.

Naja, ansonsten ist Deine Stromversorgung etwas konfus...

Warum gehst Du mit dem Ausgang von 7805 nicht gleich auf VCC?

Du müsstest den 7805 mit einer Diode vor Revers-Spannungen schützen und
müsstes den Schaltregler deaktivieren, wenn eine externe Spannung
anliegt. Du bräuchtest einen Schaltregler mit Shut-Down, aber das geht
glaub beim MAX641 irgendwie, oder? Mit LBI und LBO könntest Du sogar
die externe Eingangsspannung überwachen.

Autor: Malte __ (malte) Benutzerseite
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>Der Mosfet wird doch "gebootstraped", d.h. er wird mit den erzeugten
5
>Volt versorgt, wie der Schaltregler selbst.
Nach meiner Logik sitzt der Mosfet am Pluspol der Accus, also etwa bei
2,4V. Ich hätte also wahlweise 2..2,6V gegenüber GND oder 2,4..3V
gegenüber VCC.
>Warum gehst Du mit dem Ausgang von 7805 nicht gleich auf VCC?
Stimmt, darauf bin ich irgendwie nicht gekommen. Die Diode um den 7805
zu schützen dürfte nicht das Problem sein, nur den MAX641 möchte ich
ungern auch eine Diode geben, da dies die Effizienz im Accu Betrieb
weiter verringern würde. Über einen Shut-Down des MAX641 habe ich
nichts im Datenblatt gefunden.

Autor: Unbekannter (Gast)
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> Nach meiner Logik sitzt der Mosfet am Pluspol der Accus,
> also etwa bei 2,4V.

Naja, dann schau doch mal genau hin:

a.) Woher bekommt der MAX641 seine Versorgungsspannung unmittelbar nach
dem einschalten?

b.) Und wenn jetzt der MAX641 ein paar mal geschaltet hat und die
Ausgangsspannung auf 5 Volt angestiegen ist, welche Versorgungsspannung
bekommt der MAX641 nun?

Kleine Tip: Unter Vernachlässigung von "Comp" und "LBI", ist der
MAX641 an drei Stellen angeschlossen: Masse, Versorgungsspannung und
Schaltausgang für den Transistor...

Autor: Malte __ (malte) Benutzerseite
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Achso, du bezogst dich auf den Mosfet Q1, der bekommt natürlich die 5V
nachdem die Schaltung einmal angelaufen ist.
Ich sprach von Q4, der zwischen Accus und Spule sitzt.

Autor: Malte __ (malte) Benutzerseite
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So, hier die jetzt verbesserte Version der Schaltung. Dank der Idee vom
"Unbekannten" liegt der 7805 Ausgang jetzt über eine Diode direkt an
VCC.
Der StepUp Wandler läuft jetzt einfach immer durch (der Stromverbrauch
des MAX641 soll nur bei rund 135µA liegen), jedoch wird der Ausgang
abgeklemmt sobald ein externes Netzgerät verwendet wird.
Ich hoffe ich habe die Spulen richtig dimensioniert.

Falls jemand weitere Verbesserungsvorschläge hat, immer her damit :-)

Autor: Unbekannter (Gast)
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Schon besser, es geht aber noch einfacher und zuverlässiger:

Den Mosfet Q3 um den Schaltregler dazu zu schalten inkl. der ganzen
Dioden beim 7805 ersatzlos streichen.

Mit dem Ausgang aus dem 7805 direkt an VCC. Über den 7805 eine Diode
vom Ausgang zum Eingang legen, um die Reverse-Spannung über dem 7805
abzufangen.

Für den 7805 einen Typ mit niedrigen Eigenstromverbrauch verwenden,
sonst müssen die Akkus über den Schaltregler noch den Strom für den
nicht genutzten 7805 liefern.

LBI und LBO des MAX641 verwenden um ihn auszuschalten, sobald am
Eingang des 7805 eine ausreichend hohe Spannung (ca. 7 Volt) anliegt.

Autor: Malte __ (malte) Benutzerseite
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Deine Vorschläge hören sich soweit gut und logisch an, jedoch fällt mir
keine Idee ein wie ich LBI/LBO dazu verwenden kann um den StepUp Regler
zu deaktivieren. Laut Datenblatt wird LBO einfach zu GND Durchgeschaltet
sobald LBI unter 1,31V fällt. Eine weitergehende Deaktivierung des
StepUp Wandlers wird nicht erwähnt.
Aus meiner Sicht kann LBI/LBO als nur verwendet werden um einen MCU
ohne A/D Wandler und Komparator zu warnen oder eine LED bei niedriger
Spannung aufleuchten zu lassen.

Autor: Malte __ (malte) Benutzerseite
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Also mir ist jetzt doch noch eine Idee mit der Deaktivierung
eingefallen:
Ich verbinde LBO direkt mit dem Gate von Q1. Zwischen EXT und Gate
müsste ich dann einen hohen Widerstand (100k o.ä.) schalten.
Ist also die Spannung an LBI zu niedrig, lässt sich Q1 nicht mehr
durchsteuern und die Spule wird nicht "aufgeladen", sondern lässt den
Strom einfach zum Ausgang durch. Der Nachteil wäre, dass in der
Schaltung selber immer mindestens die Accu Spannung anliegen würde ->
hoher Stromverbrauch obwohl das Gerät aus ist.

Autor: Unbekannter (Gast)
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Hmm, tatsächlich, der MAX641 hat keine einfache Möglichkeit für einen
Shut-Down... Naja, dann eben einen anderen Schaltregler mit Shut-Down
aussuchen. Da hat Maxim bestimmt etwas.

Das mit dem Widerstand im Gate des Mosfets, besser ganz schnell
vergessen. Dann würde der Mosfet viel zu langsam schalten und der
Schaltregler würde nicht mehr richtig funktionieren und große Verluste
haben.

Autor: Malte __ (malte) Benutzerseite
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>Da hat Maxim bestimmt etwas
Maxim bestimmt, nur Reichelt nicht.
In dem MAX641 Datenblatt gibt es eine Liste (vermutlich) aller
ähnlichen Maxim Schaltregler. Davon hat Reichelt ziemlich genau eine
Hand voll und am Ende bleibt für Power 5V Anwendungen nur dieser übrig
:/
Auf Samples oder der einen anderen Shop (bei dem dann die Versandkosten
so teuer sind wie der Chip selbst) möchte ich verzichten...
Aber danke für deine Hife

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