Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Balancer / Shuntregler <5µA Leckstrom


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von WehOhWeh (Gast)


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Hallo,

wie der Betreff schon sagt, bin ich auf der Suche nach einem Shuntregler 
mit einer sehr steilen Kennlinie.
Der soll bei z.B. > 2,3V bis zu 40mA Strom aufnehmen, bei z.B. <2,2V nur 
noch 5µA Leckstrom oder weniger haben.

Vieles hab ich mir schon angeschaut (z.B. LM4041 und Konsorten, TL431, 
Z-Dioden ..), aber das liegt oft bei einigen zig µA  Leckstrom.

Gefunden hab ich bisher sowas:
http://www.aldinc.com/pdf/ALD810025.pdf
Die lassen bei 40mA zuviel Spannung stehen - ein zusätzlicher 
Shuntregler wäre nötig, der wieder Strom braucht.

Kennt wer sowas?

Was ich damit vorhabe:
Aufladen von Goldcaps an Solar. Die Zelle liefert <40mA, auch bei voller 
Sonne. Jeder Kondensator bekommt einen Shuntregler parallel, damit kann 
man dann mehrere Kondensatoren in Reihe schalten. Sinn: Kondensatoren 
mit z.B. 22F haben nur z.B. 2,3V. Der Shuntregler ist damit Balancer und 
Ladeschaltung gleichzeitig.
Das soll bisher batterieversorgte Geräte (z.B. Wetterstation Außenteil, 
Sensoren) die Batterien eliminieren. Akku ist höchstens eine 
Fallback-Lösung für mich - wegen der Ladezyklen.

Gibt es vielleicht andere Möglichkeiten für eine  simple Ladeschaltung / 
Balancer?

von Oleg A. (oga)


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Wie temperaturstabil muss das ganze denn sein? Falls da unkritisch ist, 
würde ich es mit einem logic-level-Nchanel MOSFET versuchen. Einer den 
einen kleinen Leckstrom hat.
z.B. PSMN1R0-30YLD. Der ist bei 2.2V noch gesperrt.
Im Datenblatt da steht: Unique “SchottkyPlus” technology; Schottky-like 
performance with < 1 μA leakage at 25 °C.

Gate und Drain kurzschliessen und messen was bei 2.3V fliest. Wird 
sicher >50mA sein.

von MaWin (Gast)


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WehOhWeh schrieb:
> Aufladen von Goldcaps an Solar.

Nimm einen ICL7665.

Der ist kein Regler sondern ein Schalter, aber das macht bei der 
Anwendung ja nichts, Hauptsache die Belastung die er schaltet ist mehr 
als die Solarzelle liefern kann.

Schwerer beschaffbar wäre LTC1541 (5uA) MAX951 (5uA).

Denk dran, daß schon ein sperrender BC547 (OnSemi) bis 4uA durchlässt, 
je nach Temperatur, MOSFETs sind nicht besser.

von WehOhWeh (Gast)


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MaWin schrieb:
> Nimm einen ICL7665.
Guter Vorschlag, danke. Auf Resetcontroller bin ich jetzt nicht 
gekommen. Da gibs ja eine recht große Auswahl bei verschiedensten 
Herstellern, gerade für Low Power.
Ich werde mal schauen, was es an PMOS / BIPs gibt, zwecks den 
Leckströmen.

Oleg Ayranov schrieb:
> Wie temperaturstabil muss das ganze denn sein?
Leider hab ich einen recht großen Bereich, das auch außen funkionieren. 
In DE könnte ich von Min -15° und Max +50° (wenn die Sonne draufbrennt) 
ausgehen, das sind dann schon 65°. Das glaube ich wird nur mit den FET 
zu ungenau.

von Peter II (Gast)


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WehOhWeh schrieb:
> Sinn: Kondensatoren
> mit z.B. 22F haben nur z.B. 2,3V.

spielt es dann wirklich eine Rolle ob es nun 5 oder 50µA sind? Erwartest 
du wirklich das es mal das es ein halbes Jahre keine Sonne gibt? Polarer 
Winter?

von Oleg A. (oga)


Angehängte Dateien:

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WehOhWeh schrieb:
>> Nimm einen ICL7665.
> Guter Vorschlag, danke. Auf Resetcontroller bin ich jetzt nicht
> gekommen.

Das kommt auf eine 2-Punkte-Regelung hinaus, entwedet ein, oder aus. 
Falls das nicht stört, ist so ein undervoltage lockout Chip wirklich das 
beste. Ansonsten must Du mehr Aufwandt betreiben: 1V Referenz IC mit 
<1uA und OPV mit Vcc 1.8V und Icc<1uA gibt es.

Die Schaltung im Anhang funktioniert im PSpice, schätze aber das das 
Transistormodel keinen Leckstrom berücksichtigt.

von WehOhWeh (Gast)


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Peter II schrieb:
> WehOhWeh schrieb:
>> Sinn: Kondensatoren
>> mit z.B. 22F haben nur z.B. 2,3V.
>
> spielt es dann wirklich eine Rolle ob es nun 5 oder 50µA sind? Erwartest
> du wirklich das es mal das es ein halbes Jahre keine Sonne gibt? Polarer
> Winter?

Naja, 50µA sind schon viel: 3600  24  50µC = 4,32C / Tag. Selbst bei 
22F merkt man das schon, je nachdem wieviel Reserve mit der Spannung da 
noch ist.

@Oleg Ayranov (oga)
Gibt es solche Referenzen? Ich hab keine gefunden. Damit alleine wäre 
schon viel gewonnen.

von Oleg A. (oga)


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ISL21080DIH309Z-TK

von WehOhWeh (Gast)


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Oleg Ayranov schrieb:
> ISL21080DIH309Z-TK

Ui, danke!
Das sieht sehr schön aus. Toll ist auch, dass die bei hbe zu bekommen 
ist und noch dazu einen (für mich) tragbaren Preis hat. Die 7mA bekomme 
ich noch leichter in den Griff als den Leckstrom.

Mir ist nach länglicher Webrecherche noch folgendes untergekommen, 
vielleicht kann es ja mal jemand brauchen:
Referenzen:
- ZXRE330
- MAX6009

Dazu noch folgende Webseite:
http://www.sensorsmag.com/networking-communications/energy-harvesting/using-a-small-solar-cell-and-a-supercapacitor-a-wireless-sen-7310

Außerdem noch der Resetbaustein MCP102.

Und der Komparator TLV3012 mit Referenz. Auch bei hbe zu bekommen. Mir 
war gar nicht klar, dass man um wenige µA schon OPV und Komparatoren 
bekommt - ich hätte die eher bei >50µA einsortiert.

Danke schon mal an alle, ich werde die nächste Zeit mal ein paar Tests 
:-)

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