Hi Leute !!!
Ich würde gern die SHDN-Funktion des "Pololu 3.3V Step-Up
Spannungsreglers"
(http://www.exp-tech.de/Shields/Strom-Spannung-79/Pololu-3-3V-Step-Up-Spannungsregler-U1V11F3.html)
nutzen, um die NiMH Akkus (3 x AAA, 1100 mAh, parallel), die meine
Schaltung speisen, vor Tiefentladung zu schützen.
Wenn ich von einer möglichst nicht zu unterschreitenden
Entladeschlussspannung von 1,0 V ausgehe, müßte für ein automatisches
Abschalten des Reglers in diesem Fall laut Herstellerangabe an SHDN eine
Spannung < 0,2 V anliegen.
Wie bekomme ich das jetzt am effizientesten hin, also möglichst ohne die
Schaltung um weitere energieverbrauchende Komponenten erweitern zu
müssen? Spannungsteiler ... ???
Grüße,
The SphereX
Der MCP6541 muß aber mindestens mit 1,6 V versorgt werden und dürfte
damit ja eigentlich ungeeignet sein, oder? Davon abgesehen dachte ich
vielmehr an etwas Einfacheres, wie vielleicht einen Spannungsteiler.
The SphereX schrieb:> Davon abgesehen dachte ich> vielmehr an etwas Einfacheres, wie vielleicht einen Spannungsteiler.
Ich denke, du wolltest deine Akkus vor Tiefentladung schützen?
Genau das wollte ich, vollkommen richtig ;). Und bei dem Pololu Step-Up
Regler kann man dafür eben die SHDN-Funktion nutzen. Wenn also am
SHDN-Eingang eine bestimmte Spannung in Abhängigkeit von VIn anliegt,
schaltet sich der Regler ab. Die Akkus werden dementsprechend nicht
weiter entladen.
Für die Berechnung der SHDN-Abschaltspannung gibt der Hersteller
folgendes an:
For 0.8 V ≤ VIN ≤ 1.5 V, SHDN voltage must be below 0.2×VIN to disable
the regulator and above 0.8×VIN to enable it.
Damit brauche ich also 0,2 V an SHDN, wenn VIn, also die Akkuspannung
auf die Entladeschlußspannung von 1,0 V gefallen ist. Die Spannung an
SHDN muß demnach immer 0,8 V kleiner sein, als VIn. Ich wollte jetzt
lediglich in Erfahrung bringen, wie man das möglichst effizient
hinbekommt, also ohne während der Akkulaufzeit noch zusätzlich Energie
zu verbraten.
Grüße,
The SphereX
Idee: Auf der 3,3V Seite die Spannung vom Akku messen. Beispielsweise
mit hochohmigen Spannungsteiler (+ Kondensator) durch den µC selbst.
Ergebnis an CONTROL: 3,3V/Output-High = EIN, Input/Offen = AUS. Taster
schaltet ein.
" ... Auf der 3,3V Seite die Spannung vom Akku messen. Beispielsweise
mit hochohmigen Spannungsteiler (+ Kondensator) durch den µC selbst. ...
"
Soweit komme ich noch mit ;).
" ... Ergebnis an CONTROL: 3,3V/Output-High = EIN, Input/Offen = AUS.
Taster schaltet ein. ... "
Aber spätestens hiermit weiß ich dann leider nichts mehr anzufangen.
Kannst Du das evtl. noch etwas näher erläutern?
Grüße,
The SphereX
The SphereX schrieb:> Aber spätestens hiermit weiß ich dann leider nichts mehr anzufangen.> Kannst Du das evtl. noch etwas näher erläutern?
Korrigierte Fassung.
Voraussetzungen: Vin <= 1,5V, Vout = 3,3V.
Der Wandler hat am SHDN Pin einen Pullup 100K nach Vin (steht dort).
Anfangszustand: Vin=1,5V, Vout=0V, CONTROL offen:
Vgs = 0V durch 1M5 Widerstand
JFET leitet => SHDN=0V
Wandler ist aus
Taster wird gedrückt:
SHDN offen, also 1,5V durch Pullup im Wandler
Wandler schaltet ein
3,3V liegen an
µC misst ausreichend Spannung an Vin
µC legt CONTROL auf 3,3V
Vgs = 3,3V
JFET sperrt
Vsource = 1,3V
Vgs = 3,3V - 1,3V = 2V
JFET bleibt gesperrt
Taster wird losgelassen:
SHDN = Vsource = 1,4V
Vgs = 3,3V - 1,4V = 1,9V
JFET bleibt gesperrt
Spannung sinkt unter Entladegrenze:
µC lässt CONTROL floaten
Vgs = 0V durch 1M5 Widerstand
JFET leitet => SHDN=0V
Vout schaltet ab
CONTROL bleibt offen (Brownout-Detector verwenden!)
Der J177 ist bei 1,9V zwar unterhalb der maximal möglichen
Abschnürspannung (0,8-2,5V), aber wenn du den bei normalen Temperaturen
betreibst sollte der auch da schon gut genug abschnüren.
TODO: Die obige ad hoc Dimensionierung der Widerstände ist nicht
unbedingt ideal. Sie vermeidet den Bereich zwischen 20% und 80% Vin. Die
dürfen aber auch deutlich kleiner sein um es weniger empfindlich zu
kriegen, denn SHDN >= 80% ist wohl nicht nötig wenn der Wandler mal
läuft. Wenn man die so dimensioniert, dass Vsource=SHDN bei
geschlossenem Taster nicht über die Entladegrenze kommt, dann fliesst
auch kein Strom in SHDN rein. 330K/100K beispielsweise.
Also erst mal ein fettes DANKE für Deine Bemühungen. Und jetzt habe
ich's glaube ich auch verstanden ;). Für mich wäre jetzt noch ganz
interessant, wieviel Strom mich diese zusätzliche Beschaltung über den
Daumen letztlich "kosten" würde. Wäre das vernachlässigbar bei meinen
parallel geschalteten 3 x AAA (3300 mAh)?
Grüße,
The SphereX
The SphereX schrieb:> wieviel Strom mich diese zusätzliche Beschaltung über den> Daumen letztlich "kosten" würde.
Im Shutdown 1V/100KOhm aus Vin. Das ist der Strom, der nötig ist, um
SHDN auf Masse zu halten. Plus Strom des Wandlers im Shutdown.
Im Betrieb vernachlässigbar.
Der Vollständigkeit halber will ich die unelegant einfache Variante dann
aber doch noch anführen. Exotisch mit P-JFET mag ichs ja eigentlich
lieber. ;-)
WUNDERBAR !!!
Dann habe ich ja sogar gleich zwei Varianten zum Ausprobieren :-). Und
ich hatte mich schon fast von der SHDN-Funktion verabschiedet. Aber
jetzt sollte ich's wohl doch noch hinkriegen.
Also nochmal danke!
Grüße,
The SphereX
The SphereX schrieb:> , SHDN voltage must be below 0.2×VIN to disable the regulator and above> 0.8×VIN to enable it.
Der SHDN Eingang ist also mangels harter Schaltschwelle ungeeignet, wie
bei vielen Schaltregler-ICs. Schalte einen ICL7665 oder eben Komparator
vor, oder nimm einen tauglicheren Chip. Vergiss nicht, dass nach dem
Abschalten die Akkuspannung wieder steigt, der Schalteingang also eine
deutliche Hysterese braucht.
Das Problem, welches sich mit dem Vorschalten eines Komparators oder
eben z. B. auch dem ICL7665 ergibt, ist, daß allein die minimale
Versorgungsspannung dieser Bauteile die bei meiner Anwendung maximal zur
Verfügung stehende Ausgangsspannung der Akkus (3 x AAA, parallel, 1,2 V)
übersteigt. Der ICL7665 z. B. funktioniert ja erst ab 1,6 V, ein
Low-Current-Comparator wie der MCP65R41T-1202E ab 1,8 V.
Demnach sieht's mit diesem Lösungsansatz wohl eher schlecht aus.
Grüße,
The SphereX
Nur hat man dann ein anderes Problem und muss den Wandler wechseln: Die
Nennspannung liegt über der Ausgangsspannung, die Entladeschlussspannung
darunter.
" ... Niemand schaltet 3 Akkus parallel ... "
Doch, ICH ;-). Nee, aber mal ernsthaft: Bei einer Reihenschaltung würde
ja der Step-Up Regler null Sinn machen. Wozu bräuchte ich den dann noch?
So, also mit parallel geschalteten Akkus (3300 mAh), habe ich für ca. 70
Stunden 3,3 V und meine Anwendung (Schaltung), die für 5 Stunden
Betriebszeit pro Tag gedacht ist, läuft damit ganze 14 Tage ohne
Akku-Wechsel.
" ... Die Nennspannung liegt über der Ausgangsspannung ... "
Das wäre dabei noch nicht mal wirklich problematisch, denn dafür hat der
Hersteller bereits vorgesorgt:
> Automatic linear down-regulation when the input voltage is greater than the
output voltage
Grüße,
The SphereX
