Schaltung mit Akku betriebn, gleichzeit laden über usb

[Paul (Gast)]

Hallo,
ich möchte gerne eine Art Messgerät bestehen aus irgendeinem AT90USB 
controller + display + ADC + DMS Karftsensor 10V(2mv/V) über einen / 
mehrere Akkus betreiben (selfpowered), dabei soll es möglich sein die 
USB Schnittstelle als virtuellen COM Port zu nutzen und gleichzeitig 
darüber die Akkus wieder aufzuladen.
Theoretisch sollte das eigentlich funktionieren, leider habe ich null 
Plan was man für das Laden und die Bereitstellung von 5V für den 
Schaltungsbetrieb µc + display + ADC + DMS Sensor (dieser soll über 5V 
versorgt werden, das funktioniert und wird im Datenblatt des ADC AD7796, 
welchen ich benutzen möchte, auch so angeraten) für Schaltungen bzw. ICs 
verwenden sollte.
Irgendwie bräuchte man eine Art dc/dc oder stepupwandler der aus der 
Akkuspannung (welchen Typ Akku ich verwenden möchte lipo oder 4x 1.2V 
Zellen hat sich noch nicht entschieden) stabil 5V und genug Strom 
erzeugt um das display (warscheinlich wird es ein LCD oder handy 
display) + den Rest zu betreiben.
Dazu evtl noch eine Art Unterspannungsüberwachung, falls der 
Spannungswandler diese Funktion selbst nicht bereitstellen kann und dann 
den "ladecontroller" welcher bei USB Anschluß die Akkus wieder aufladen 
kann.
Natürlich wäre es am Besten wenn es diese Funktionen als simple ICs (SMD 
Bauweise wäre gut) geben würde, da es ein "handheld" Gerät werden soll, 
kleine und leichte Bauweise.
Gibt es da was oder ist das eher Wunschdenken?

MfG
Paul

[Ulrich P. (uprinz)]

LiPo Manager Chips gibt es fertig, die laden und überwachen die 
verbauten Akkus.

USB-Charge Controller gibt es dann auch noch, die können die Akkus aus 
USB (und manchmal zusätzlich aus Netzteilen) aufladen. Sie erkennen in 
den besseren Varianten auch, wie viel Strom der Host liefern kann.

Dann gibt es noch integrierte Kombi-Lösungen, die gleich alles auf 
einmal können, also ein Akku-Pack laden, Strom aus Akku und/ oder 
Netzteil und / oder USB auf 3..5 separate DC/DC und LDO Regler 
verteilen. So hat man alles in einem Chip.

Schau mal bei Texas Instruments, die haben sowas fertig. Steuern und 
überwachen kann man das oft per I2C.

Hmpf, wollte Dir jetzt was passendes als beispiel verlinken, aber 
irgendwas bei TI klemmt mal wieder... bekomme nur eine weiße Seite...

Gruß
  Ulrich

[Paul (Gast)]

Danke Ulrich! werde mal bei TI schauen ob ich da was passendes finde...

[Paul (Gast)]

...der mcp73831 scheint ja als ladecontroller für z.b. eine lipo zelle 
ganz gut geeignet zu sein. Kann man den bedenkenlos gleichzeitig mit 
einem stepup Regler z.B. mcp1640, der aus dem lipo 5v herausholt, 
betreiben? Oder wie müsste man das trennen? Und wie verhindere ich das 
der lipo zu weit entladen und damit kaputt gemacht wird?

[Paul (Gast)]

hmmm also das mit dem Trennen von Ladecontroller und Step-up Wandler ist 
wohl so eine Sache.
Ich möchte ja nicht das der Step-up Wandler von dem Ladecontroller mit 
versorgt wird, da würde mir nur einfallen, die "Akku-plus" Leitung durch 
einen mosfet oder ähnliches, welcher durch die Spannung vom USB Port 
gesteuert wird, vom Step-up Wandler zu trennen und diesen dann nur noch 
ausschließlich von der USB Spannung zu versorgen, sowie natürlich den 
Ladecontroller auch.
Kommt das in etwa hin oder gehts doch einfacher?

[hp-freund (Gast)]

http://www.seeedstudio.com/wiki/images/6/66/DS203_V2.72_Schematic_20131106_.pdf

unten links z.B.

[Paul (Gast)]

Danke für den link hp-freund.

Wenn ich das dann richtig verstanden habe müsste es dann so 
funktionieren wie in meiner Zeichnung im Anhang.

[hp-freund (Gast)]

In der Schaltung gibt es zusätzlich einen Schalter und eine USB/Akku 
Spannungsüberwachung durch den µC. Mit dem enable vom StepUp kannst Du 
dann den Akku schonen.
Aber deine Schaltung wird auch so passen.

[Paul (Gast)]

hp-freund schrieb:
> In der Schaltung gibt es zusätzlich einen Schalter und eine USB/Akku
> Spannungsüberwachung durch den µC. Mit dem enable vom StepUp kannst Du
> dann den Akku schonen.
> Aber deine Schaltung wird auch so passen.

Danke dir!
Das mit der Spannungsüberwachung des Akkus habe ich mir auch schon 
überlegt, könnte man ja über eine logik mit dem gate des mosfet koppeln 
so dass der Akku "abgetrennt" wird wenn der lipo unter z.B. 3.4V fällt.

[Flo311 (Gast)]

Du solltest aber zwischen Gate und Source des FET`s noch nen PULL-Up 
anbringen.

[Paul (Gast)]

Flo311 schrieb:
> Du solltest aber zwischen Gate und Source des FET`s noch nen PULL-Up
> anbringen.
hmm ein pull-up würde doch die gewünschte Funktionalität umkehren oder?
Das wäre ja dann alls wenn dauerhaft die USB Spannung am Gate anliegen 
würde und das schaltet den mosfet dann aus.
Korriergiert mich wenn ich da falsch liege...