Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik IC der Eingangsspannung priorisiert und schaltet


von Messi (Gast)


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Hallo,

ich würde gerne ein 3,3 V System entwerfen. Die Eingangsspannungen, die 
auf einen LDO gehen sollen dabei verschiedene sein.

Beispielsweise eine Batterie oder Akkuspannung, USB oder eine externe 
Spannung.

Gibt es ein IC, welches zum Beispiel erkennt ob USB oder eine Batterie 
angeschlossen ist und diese dementsprechend schaltet?

Danke und Gruß

: Verschoben durch Admin
von Numak (Gast)


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Diode

von Anselm 6. (anselm68)


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Die priorisiert aber nur anhand der Spannungshöhe.
Das will der TE vermutlich aber eben nicht.

Anselm

von Messi (Gast)


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Ich könnte natürlich einen Jumper nehmen, der 3 Eingänge schaltet, das 
ist aber nicht das was ich will, sondern ich suche ein IC, welcher 
erkennt welche der 3 Eingänge angeschlossen sind und diese dann schaltet 
und eventuell sogar priorisiert, d.h. z.B. wenn 1 und 2 angeschlossen 
nehme 1, wenn 2 und 3 angeschlossen nehme 2 usw.

von Anselm 6. (anselm68)


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attiny12 kann dass ggg

von MaWin (Gast)


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Messi schrieb:
> Gibt es ein IC, welches zum Beispiel erkennt ob USB oder eine Batterie
> angeschlossen ist und diese dementsprechend schaltet?

MAX1538

von Florian S. (fcs)


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oder ein LTC 4416

von Leon L. (leonelf)


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Eigentlich dürfte doch auch ein (analoger) komparator und ein paar 
mosfets reichen? der gibt ja ein digitales 1/0 aus, wenn + 
höher/niedriger als - ist...

von M. S. (ms111)


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Also. Es gibt ein bzw zwei ICs die abhängig von der Eingangsspannung 
ohne viel aufwand verschiedene ausgänge schalten können. Die teile sind 
eigentlich als Balkentreiber für LED-Balkenanzeigen entwickelt worden, 
aber man kann sie wunderbar auch für andere projekte benutzen. Die 
bezeichnung ist LM3914 oder das Schwester IC LM3915. Sind zwar relativ 
teuer (halt sehr spezielle ICs) aber funktionieren ohne größeren AUfwand 
wunderbar und man kann sie sehr gut anpassen.

http://www.reichelt.de/LM-3915-DIL/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=10505&artnr=LM+3915+DIL&SEARCH=lm+3915

von Messi (Gast)


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Was ich genau suche ist eigentlich relativ simpel.

1. USB (Prio 1) - wenn angesteckt auf Ausgang schalten
2. externe Spannung - wenn angesteckt auf Ausgang schalten
3. Batterie - wenn angesteckt und 1. und 2. nicht auf Ausgang schalten

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Messi schrieb:
> Was ich genau suche ist eigentlich relativ simpel.
>
> 1. USB (Prio 1) - wenn angesteckt auf Ausgang schalten
> 2. externe Spannung - wenn angesteckt auf Ausgang schalten
> 3. Batterie - wenn angesteckt und 1. und 2. nicht auf Ausgang schalten

Gibts ziemlich genau so: CMPWR300. Habe ich mal etliche von alten 
Ethernet-Karten abgelötet. Wird dort für die Umschaltung der 
Energieversorgung für WoL verwendet.

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/57015/CALMIRCO/CMPWR300.html

von Messi (Gast)


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Danke sehr, sieht nahezu perfekt aus.

Ich wollte eigentlich den Ausgang des ICs erst auf einen 3V3 LDO geben. 
Das ginge mit diesem IC leider nicht.

Wenn ich es richtig verstanden habe muss:

1. VCC  5V  sein
2. VSBY 5V  sein
3. VAUX 3,3V sein

Wenn 1. oder 2. present wird der 3,3V Regulator direkt angeschmissen. 
Was passiert wenn "fälschlicherweise" beide angeschlossen sind?

Wenn 3. angeschlossen ist und 1. und 2. nicht dann werden 3,3V direkt 
durchgegeben. Was passiert wenn 1., 2. und 3. angeschlossen sind? Wird 
dann 1. priorisiert?

Ein weiteres Problem ist dann ich vermutlich einen LI - IO Akku 
anschließen möchte, der kann schon einmal 4,2 V haben, d.h. zwischen LI 
- IO Akku und 3. müßte ich noch einen 3,3V LDO anschließen?

Das wäre natürlich nicht förderlich.

von Georg (Gast)


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Messi schrieb:
> Was passiert wenn "fälschlicherweise" beide angeschlossen sind?

Dann ist es doch auch herzlich egal, woher der Strom genommen wird.

Messi schrieb:
> d.h. zwischen LI
> - IO Akku und 3. müßte ich noch einen 3,3V LDO anschließen?
>
> Das wäre natürlich nicht förderlich.

Ob dir das gefällt ist nicht entscheidend, wenn deine Schaltung 3,3V 
braucht, musst du eben dafür sorgen, dass sie 3,3V erhält. Ob dafür ein 
LDO das richtige ist, ist eine ganz andere Frage, je nach Akku-Spannung 
musst du z.B. einen Aufwärtsregler nehmen, wenn die Akkuspannung unter 
3,3V beträgt. Am besten einen Regler, der auf- und abwärts regelt und 
einen Tiefentladungsschutz hat.

Georg

von Messi (Gast)


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Was passiert denn wenn Vaux unter 3,3V liegen? Wird das IC die 
Eingangsspannung dann einfach nicht mehr detektieren? Laut Datenblatt 
darf Vaux 3V +-0,3V betragen. Heisst das, dass bis 3V das IC Vaux 
einfach durchschaltet?

Wenn dem so wäre, wäre die Idee LI - IO -> 3V3 LDO -> CMPWR300SA gar 
nicht so schlecht?

von Andreas P. (sack-c-fix)


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Hallo,

Maxim hat da ziemlich gute Sachen, zum Beispiel den MAX8895, ist ein 
lade-IC mit USB- und Netzteileingang, bei dem die Priorisierung 
eingestellt werden kann und der 3,3V ausgibt.
http://www.maximintegrated.com/en/products/power/battery-management/MAX8895X.html
Oder sonst der MAX8934: 
http://www.maximintegrated.com/en/products/power/battery-management/MAX8934E.html

Am besten auf der Seite mal n bisschen schauen.

Andreas

von Messi (Gast)


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Hallo Andreas,
vielen Dank auch für deinen Input. Eigentlich suche ich ein IC ohne 
Ladung des Akkus, aber diese könnten auch interessant sein und ich 
studiere die Datenblätter mal.

Nochmal zu dem CMPWR300:

Wenn ich einen LI0 - IO Akku an Vaux anschließe und Vaux nach Datasheet 
mit 3v +- 0,3 V spezifiziert ist, d.h. für < 3V nicht durchschaltet, 
müßte ich doch automatisch eine Art Tiefenentladungsschutz mit drin 
haben, da für kleiner 3V nicht mehr durchgeschaltet wird und die 
Entladeschlussspannung von Li - ION (liegt glaub ich bei ca. 2,5V) 
niemals erreicht wird!?

Stimmen meine Überlegungen in etwa?

von Messi (Gast)


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Nochmal die Frage, da ich aus dem Datenblatt des CMPWR300 nicht 100% 
schlau werde. Wenn ich 3,3V an Vaux anschließe und der Eingang mit 3V +- 
0,3V spezifiziert wird...

Heißt dies, dass Vaux für < 3V nicht durchgeschaltet wird?
So hätte ich den gewünschten Tiefenentladungsschutz direkt mit drin.

Wären also 2 Fliegen mit einer Klappe.

von Messi (Gast)


Angehängte Dateien:

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Ich habe mal den Schaltplan angehangen.
Wäre sehr nett, mal einer drüber gucken könnte, ob das so passt, z.B. 
Herr Schwenke.

Wenn dies so funktionieren würde, wäre nett wenn einer zu dme Problem 
mit dem Tiefenentladungsschutz sagen könnte.

Merci

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Messi schrieb:
> Nochmal die Frage, da ich aus dem Datenblatt des CMPWR300 nicht 100%
> schlau werde. Wenn ich 3,3V an Vaux anschließe und der Eingang mit 3V +-
> 0,3V spezifiziert wird...
>
> Heißt dies, dass Vaux für < 3V nicht durchgeschaltet wird?

Nein. Es heißt nur, daß der Hersteller die Funktion unterhalb 3V nicht 
garantiert. Andererseits gibt es ein Diagramm für den Widerstand des 
Schalters für den V_aux Zweig. Das geht bis 2.7V. Da der Schalter ein 
MOSFET ist, geht er bei weiter sinkender Spannung sicher irgendwann aus. 
Aber als Tiefentladeschutz taugt das nicht.

: Bearbeitet durch User
von Messi (Gast)


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> Da der Schalter ein
> MOSFET ist, geht er bei weiter sinkender Spannung sicher irgendwann aus.
> Aber als Tiefentladeschutz taugt das nicht.

OK, vielen Dank für die Anmerkung. Das heisst ich muss mich auf jeden 
Fall noch darum kümmern, dass der Akku bei einer bestimmten Spannung 
(vermutlich so um die 2,5V bei LI IO) abschaltet. Gibt es ICs, die sich 
ausschließlich um den Schutz vor Tiefenentladung kümmern, d.h. ohne 
Ladefunktion etc.?
Gibt es da irgendwelche Empfehlungen?

Schönen Dank

von Messi (Gast)


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Habe hier die Spezifikationen eines LI IO rausgesucht:

Max Charge [mA]: 2200
Mac. Charge Voltage[V]: 4.2
Max. cont. Discharge[mA]: 2200
Discharge Cut off[V]: 3.00

Overcharge Det. Voltage: 4.30 +-0.05 V
Overcharge Release Voltage: 4.10 +-0.05 V
Overdischarge Det. Voltage: 2.40 +-0.10 V
Overdischarge Rel. Voltage: 3.00 +-0.10 V

Was genau bedeutet "Discharge Cut off" und vor allem Overdischarge Det. 
Voltage = 2,4V ???
Ist dies die Spannung bei der der Akku tiefenentladen ist oder hat der 
LI IO eine Art Schutzschaltund mit integriert, die automatisch bei 
dieser Spannung abschaltet?

Ich kann nicht ganz glauben, dass man bei jeder Schaltung mit Akku sich 
um die Tiefentladung kümmern muss? Wenn doch wären einige Empfehlungen 
bzgl. ICs nett, die genau sowas machen? Ich bedanke mich.

von MaWin (Gast)


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Messi schrieb:
> Was genau bedeutet "Discharge Cut off"

Da sollte man aufhören mit Entladen, auch bei geringem Ladestrom. Der 
Akku hat die aufgedruckte Kapazität geliefert, weiteres Entladen bringt 
nicht mehr viel und die Restladung reicht noch einige Zeit, bevor er 
wegen Selbstentladung sich tiefendlädt und schädigt.

Overdischarge cutoff heisst, hier muss man spätestens auch unter 
Belastung aufhören zu entladen, weil der Akku dadrunter geschädigt wird. 
Keine Reserve mehr für weitere Selbstentladung, auch unter hohem 
Entladestrom darf die Klemmenspannung nicht unter 2.4V sinken.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Messi schrieb:
> Habe hier die Spezifikationen eines LI IO rausgesucht:

> Discharge Cut off[V]: 3.00

Die nominale Entladeschlußspannung.

> Overdischarge Det. Voltage: 2.40 +-0.10 V

Hier schaltet die Schutzschaltung den Akku bei Entladung ab.

> Overdischarge Rel. Voltage: 3.00 +-0.10 V

Die Akkuspannung muß auf diese Spannung angestiegen sein, bevor die 
Schutzschaltung eine weitere Entladung überhaupt wieder zuläßt.

von Messi (Gast)


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OK, danke sehr für die ausführlichen Erläuterungen.

Mit was für einem Ladestrom muss ich den LI IO Akku laden.
Laut Datenblatt:
Typical Capacity[mAh]: 2200 (0.2C at 20°C after 4.2V)

Heißt das, dass der Akku mit 200mA geladen werden muss?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Messi schrieb:
> Mit was für einem Ladestrom muss ich den LI IO Akku laden.

wenn das der gleiche Akku ist wie hier:

Messi schrieb:
> Max Charge [mA]: 2200

dann brauchst du erstmal ein Wörterbuch.

von Messi (Gast)


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Ok :)
Wiki sagt, dass der Ladestrom bei typischerweise bei 1C liegt. Bei einem 
2200mAh Akku wären das dann ja die angegebenen 2,2A.

Dies ist der angegebene Maximal Wert:

Max Charge [mA]: 2200

D.h. mit 2,2A würde man 1h brauchen um den Akku aufzuladen?

Wenn ich jetzt beispielsweise nur 0,5A zum laden zur Verfügung habe dann 
dementsprechend 4,4h?

Sind diese Überlegungen richtig?

D.h. 2,2A gleich maximaler Ladestrom, weniger ist aber kein Problem nur 
die Ladezeit dauert dementsprechend länger? Korrekt so?

von Georg (Gast)


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Messi schrieb:
> D.h. 2,2A gleich maximaler Ladestrom, weniger ist aber kein Problem nur
> die Ladezeit dauert dementsprechend länger? Korrekt so?

Annähernd, nur ist der Wirkungsgrad Laden/Entladen nicht 100%. Man muss 
also länger laden, soweit ich mich erinnere wurden für NC-Akkus immer 14 
Stunden angeben für 1/10 C, also 40% mehr als theoretisch erforderlich.

Georg

von Messi (Gast)


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Georg schrieb:
> Messi schrieb:
>> D.h. 2,2A gleich maximaler Ladestrom, weniger ist aber kein Problem nur
>> die Ladezeit dauert dementsprechend länger? Korrekt so?
>
> Annähernd, nur ist der Wirkungsgrad Laden/Entladen nicht 100%. Man muss
> also länger laden, soweit ich mich erinnere wurden für NC-Akkus immer 14
> Stunden angeben für 1/10 C, also 40% mehr als theoretisch erforderlich.
>
> Georg

OK danke sehr schon einmal.

Aber wenn der Max Ladestrom nach Datenblatt mit 2200 mA spezifiziert 
ist, macht es dem LI IO jetzt gar nicht aus, wenn ich einen Ladestrom 
von 200, 500, oder 1200 mA draufgebe, sondern der Ladevorgang braucht 
einfach länger?

Bedankt

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