Selbstabschaltende Spannungsüberwachung

[Malte R. (schwalbe)]

Hallo,
ich bin neu hier und freue mich endlich Mitglied des Forums zu sein. 
Seit Jahren habe ich immer mal wieder reingeschaut, wenn ich kleinere 
Probleme zu lösen hatte und wurde meist nicht enttäuscht.
Nun entwickle ich meine erste "richtige" Schaltung und weiß nicht, ob 
ich das so machen kann.
Ich will eine selbstabschaltende Spannungsüberwachung bauen, die sowohl 
die Last (im Schaltbild R9) wie auch die gesamte Schaltung von der 
Batterie (12V Lithium Ionen Batterie) abwirft, wenn ein bestimmter 
Spannungswert an der Batterie unterschritten wird (in meinem Fall 11V). 
Wichtig ist, dass überhaupt kein Strom mehr gezogen wird, wenn der 
Spannungsüberwacher auf LOW geht.
Die Spannungüberwachung wird mit dem rechten Teil der Schaltung 
bestritten. Über das Potentiometer wird die Abschaltspannung festgelegt. 
Die Kopplung mit dem Ausgang des OPVs sorgt für eine Hysterese, damit 
die Last erst wieder bei einem Spannungswert von 11,6V der Batterie 
zugeschaltet wird. Anstelle der 2,5 Volt Spannungsquelle soll ein 
LM285,2.5V zum Einsatz kommen.
Dieser Teil der Schaltung funktioniert für sich einwandfrei.
Nun soll die Schaltung über einen Taster ein und ausgeschaltet werden 
können (linker Teil der Schaltung). Diesen Taster habe ich mit einem 
JK-FlipFlop (CD4027) realisiert, dass zu einem Toggle-FlipFlop 
geschaltet ist. Im angehängten Bild habe ich den einen Taster durch 
Tclose und TOpen Elemente ersetzt, um die vier möglichen Zustände in 
PSpice simulieren zu können. Einmal tasten -> Schaltung ein, Schaltung 
bleibt an. Noch einmal tasten -> Schaltung aus.
Im Moment des Tastens wird das CD4027 über die Diode D2 mit der 
Versorgungsspannung VDD versorgt. In diesem Moment liegt an J und K des 
ICs HIGH an, durch das RC-Glied R7 und C4 wird das Clock verzögert, wird 
nach J und K HIGH und schaltet dann den Ausgang Q auf HIGH, der dann den 
OPV des Schmitt-Triggers versorgt. Ist am Schmitt-Trigger die 
Spannungsauswertung positiv und schaltet dessen Ausgang auf HIGH, 
schaltet den MOSFET durch und versorgt jetzt selbst den CD4027 mit VDD. 
Der Taster kann losgelassen werden und die Schaltung versorgt "sich 
selbst".
Wird nun die Spannungsschwelle am Schmitt-Trigger unterschritten oder 
erneut getastet, wird die gesamte Schaltung abgeworfen.
Kann das so funktionieren oder mache ich einen Denkfehler? Denn beim 
Simulieren in PSpice 9.1 bekomme ich keine vernünftigen Ergebnisse. 
Liegt es an der Schaltung oder am PSpice Model?
Danke Euch im Voraus!

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Dein N-Kanal Fet braucht mindestens 15V am Gate (eher mehr) um die 12V 
durchzuschalten...

Sieh dir mal den 
Beitrag "Re: Verpolungs- und Überspannungsschutz mit P-MOSFET" an...

[Stefan F. (Gast)]

Oder schau dort: Beitrag "bc547 Transistor mit z diode betreiben will nicht so richtig."

[Malte R. (schwalbe)]

Ok, klar. Ein MOSFET funktioniert hier nicht. Habe jetzt mal den 2n2222 
npn genommen (siehe Bild). Der schaltet in der PSpice Simulation auch 
durch. Doch sobald der Tastimpuls auf LOW geht, geht auch der Ausgang Q 
des CD4027 auf LOW und somit sperrt auch der Transistor wieder. Woran 
könnte das liegen?

[Anja (Gast)]

Malte R. schrieb:
> Woran
> könnte das liegen?

Weil am Emitter immer weniger Spannung als an der Basis übrig bleibt und 
so der "Münchhausen" nicht funktioniert.
Du brauchst einen PNP-Transistor als Schalter.

Eine funktionierende Schaltung kann aus meinem Batteriewächter 
entnommen werden. (Braucht aber für die Spannungsanzeige auch im 
ausgeschalteten Zustand noch ca 10uA was aber weniger sein dürfte als 
die Selbstentladung des Akkus).

Gruß Anja

[Malte R. (schwalbe)]

Cool, danke Anja für den Link. Ich bin jetzt am Wochenende zu dem 
Schluss gekommen, dass der Münchhausen zwar mit einem Relais 
funktionieren würde, aber das gelbe vom Ei ist das auch nicht aufgrund 
des Stromverbrauches.