Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schwierigkeiten mit der Auslegung der Spannungsversorgung und ihrer Abschaltung


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von TTT (Gast)


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Hallo,

ich habe gerade einige Schwierigkeiten mit der Auslegung/Verschaltung 
der Spannungsversorgung meiner Verbraucher und hoffe hier kann mir einer 
weiterhelfen.
Grundsätzlich geht es darum einen 5V-Mikrocontroller mit einer(einem) 9V 
Batterie(pack) zu versorgen.
Eigentlich kein Problem, jedoch muss ich dies auch abschalten können, 
wenn die 5V-Spannung doch schon direkt von anderer Stelle kommen. Und 
genau hierbei komme ich mit meinen mickrigen Elektronik-Kenntnissen an 
meine Grenzen.
Zur besseren Veranschaulichung habe ich versucht meine Grundschaltung im 
1. Bild zu skizzieren.
Hierbei ist zu beachten, dass dies nur grob meinen Schaltungsaufbau 
veranschaulicht. Bauteile die nicht notwendigerweise zur Erläuterung 
meiner Frage helfen (Kondensatoren, Widerstände,…), habe ich bewusst weg 
gelassen.
Die blau markierte Spannungsversorgungsschaltung soll dabei fest in die 
Gesamtschaltung integriert werden. Falls jedoch das grün markierte 
Fremdgerät angeschlossen wird, so soll darüber die Spannungswandlung 
erfolgen und nicht mehr über die “Blaue“ Schaltung. Im Bild habe ich 
versucht dieses Verhalten durch den Schalter anzudeuten.
Das bedeutet ich muss meine stationär verbaute 
Spannungswandlungsschaltung für diesen Fall komplett deaktivieren 
können.
Am sichersten wäre es für dieses Vorhaben wahrscheinlich einfach die 
Anschlüsse Vin, Vout und GND über 3 Transistoren vom Rest komplett zu 
trennen. Jedoch geht das sicher auch einfacher/sauberer und damit komme 
ich auch zur eigentlichen Frage. Wenn ich nur Vout trenne, so geht 
meiner Meinung nach umsonst Leistung innerhalb meiner 
Spannungswandlungsschaltung verloren. Reicht es also einfach Vin oder 
GND zu trennen? Oder könnte es dadurch ungewollt zu nicht von mir 
beachteten Effekten kommen? Problematisch sehe ich da vor allem, wenn 
bei Vout bereits durch das Anschließen des Fremdgerätes die gewünschten 
5V anliegen, jedoch die 9V von Vin nicht getrennt wurden … .

Als Spannungsversorgungsschaltung hatte ich zunächst an einen ganz 
simplen Aufbau mit dem Spannungsregler 7805 gedacht, allerdings erweist 
sich das bekanntlich als energetisch nicht gerade günstig.
Deshalb versuche ich einen Schaltregler zu verwenden, welcher nicht 
gerade 5€ kosten sollte.
Allerdings bin ich mir auch hier unschlüssig, welcher wohl die bessere, 
stabilere und vor allem die einfachere zu handhabendere Alternative ist.
Zum einen käme hierfür meiner Meinung nach der LM2574 N5 / LM2575 / 
LM2576, mit der Verschaltung wie im 2./3./4. Bild, in Frage.
Zum anderen könnte auch der unschlagbar günstige MC34063, wie im 5. 
Bild, Verwendung finden, wobei ich hier überhaupt keine Ahnung habe, wie 
ich diesen “abschalten“ kann.
Allerdings bin ich mir bei allen 4 Schaltungen, besonders bei der 
letztgenannten, sehr unsicher ob ich die 
Kondensatoren/Widerstände/Spulen für mein Vorhaben korrekt ausgelegt 
habe.
Dabei habe ich darauf geachtet möglichst solche Werte für die 
Bauelemente anzunehmen, welche auch nahezu überall erhältlich sind. 
Trotzdem scheint es für mich unmöglich zu sein ein 400pF Low-LSR-Elko 
aufzutreiben.
Somit wäre mir auch hier guter Rat sehr willkommen, z.B. welche 
Schaltung die bessere Wahl für meinen Einsatzzweck wäre und in wie fern 
bestimmte Bauteile besser anders dimensioniert werden sollten.

Hiermit bedanke ich mich schon einmal für die sicher zahlreichen und 
sehr hilfreichen Antworten.

von Max Gast (Gast)


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Hi,

würde Richtung LM2576/96 tendieren, da gibts fertige Module für 2,00 
beim Chinesen auf ebay. (Suche LM2576 oder XL4015)

>Reicht es also einfach Vin oder GND zu trennen? Oder könnte es dadurch >ungewollt 
zu nicht von mir beachteten Effekten kommen?
Um das zu vermeiden sind die on/off Pins beim 2596 vorhanden.

MC 34063 würde ich nicht nehmen, kein on/off, evtl. schlechterer 
Wirkungsgrad und alt.

von spess53 (Gast)


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Hi

>Trotzdem scheint es für mich unmöglich zu sein ein 400pF Low-LSR-Elko
>aufzutreiben.

Wie kommst du auf '400pF Low-LSR-Elko'? Das ist ein stinknormaler 
Keramik-Kondensator?

MfG spess

von TTT (Gast)


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Max Gast schrieb:
> würde Richtung LM2576/96 tendieren, da gibts fertige Module für 2,00
> beim Chinesen auf ebay. (Suche LM2576 oder XL4015)

Leider kann ich keine fertigen Module gebrauchen, da ich die kleine 
Schaltung in meine bisherige integrieren möchte.

Max Gast schrieb:
>> Reicht es also einfach Vin oder GND zu trennen? Oder könnte es dadurch
>> ungewollt zu nicht von mir beachteten Effekten kommen?
> Um das zu vermeiden sind die on/off Pins beim 2596 vorhanden.

Ok, was spricht den eigentlich gegen den LM2574, LM2575. Und warum ist 
der LM2596 eher als der LM2576 zu empfehlen ?
Den einzigen Unterschied den ich auf die schnelle sehe, ist der das die 
*74 und *75 einen geringeren maximalen Ausgangstrom liefern können. Da 
ich jedoch sowieso max. 450mA benötige, würde meiner Meinung nach auch 
der *74 ausreichen.
Der Unterschied/Vorteil des *96 (3€) im Gegensatz zum *76 (~1€)ist mir 
bisjetzt unklar, da auch die anderen LM* einen On/Off-Pin besitzen.
Ich lasse mich diesbezüglich aber gerne des besseren belehren.

von MaWin (Gast)


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TTT schrieb:
> Ok, was spricht den eigentlich gegen den LM2574,

Wie schnell soll die Batterie leer sien ? Der braucht ja schon viel 
Strom für sich selber. Ausserdem hat eine 9V Batterie am Lebensende 
5.6V. Diese 0.6V reichen dem LM2574 nicht für sich selbst, man könnt nur 
mit LowDrop Linearreglern wie LM2951 hin (die auch geringen Ruhestrom 
haben).
Da er ihn aber abschalten will, sucht man einen rückstromfesten low 
dropout Regler mit aktiv high shutdown Eingang.

Der LP2951 könnte das. Die Frage ist, wie man SHDN bedient wenn die 
externen 5V an seinem Ausgang landen. Denn man kann ja nicht erkennen, 
ob es seine eigenen 5V sind. Und schaltet man eine Diode in Reihe, hat 
man nur noch 4.3V. Keine Lösung, eine Schottky-Diode hätte wenigstens 
nur 0,3V Verlust.
1
               SB120
2
5V Eingang --+--|>|------------+-- +5V (fast)
3
             |                 |
4
             |       +------+  |
5
             |  +9V--|LP2951|--+
6
             |       |  -5  |  |
7
             +-------|SHDN  |  |
8
             |       +------+ 10uF
9
            10k          |     |
10
             |           |     |
11
            GND         GND   GND
LT1579 enthält ganzes Batteriemanagement für 2 Quellen, aber regelt auch 
den externen Eingang mit 0.5V Verlust, ist also auch nicht besser als 
die Diode.

von Christopher Lamers (Gast)


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@Threadersteller
Hast du das Problem lösen können? und wenn ja wo scheitert es noch?
Ich habe in meinen Projekt zurzeit ein ähnliches Problem einen 9V und 5V 
Stromkreislauf zu verschalten.

von Inkognito (Gast)


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Nimm ein SDS-Relais, dass die Versorgungsquellen über einen Wechsler
zum µC freischaltet. Die Spule kann dann an der Quelle mit der
höheren Priorität betrieben werden. Die Spannung sollte dann auch
die richtigen Werte haben. Eine Halbleiterlösung ist auch möglich,
aber aufwendiger.

von TTT (Gast)


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Erstmal danke für die bisherigen Antworten und Vorschläge. Leider bin
ich immer noch nicht so richtig auf einen grünen Zweig gekommen.

> Ausserdem hat eine 9V Batterie am Lebensende 5.6V. Diese 0.6V reichen
> dem LM2574 nicht für sich selbst

Ok, vielen Dank für den Hinweis. Daran hatte ich in der Tat bisjetzt
nicht gedacht und war auch nicht davon ausgegangen dass die Spannung
so weit fallen könnte. Wenn ich das richtig sehe, braucht der LM2574 N5 
mindestens 7V Eingangspannung, also 2V "Eigenbedarf".

> Der LP2951 könnte das

Auf die Gefahr hin mich jetzt endgültig als kompletter Nulpe im
Elektronikbereich zu outen, aber bin ich bei der Verwendung des LM2951
nicht wieder bei den Spannungsreglern gelandet, die ich laut
Anfangsposts, aufgrund ihres schlechten Wirkungsgrades vermeiden wollte 
?

-->
Gibt es keinen rückstromfesten, 5V, LOW-Dropout Spannungsregler, mit 
On/Off-Pin welcher nicht allzu teuer ist ?

von TTT (Gast)


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> Gibt es keinen rückstromfesten, 5V, LOW-Dropout Spannungsregler, mit
> On/Off-Pin welcher nicht allzu teuer ist ?

Ich habe mal versucht diese Frage selber zu beantworten und bin auf den
V7805-500-SMT gestoßen.
Dieser ist zwar alles andere als billig, jedoch regelt
der nach meinem Verständnis des Datenblattes meine 9V-Batterie auch
noch bei einer Spannung von 6 V auf die gewünschten 5 V sicher
herunter und hat zudem einen On/Off Pin. Leider habe ich keine Ahnung
ob er Rückstromfest ist.

Zudem ist mir der LT3697 und/oder der LTC3256 aufgefallen. Ob diese
Rückstromfest sind oder überhaupt geeignet für meinen Fall bezweifel
ich. Einen On/Off-Pin haben sie auch keinen.

Aufgrund seiner sehr geringen minimalen Eingangsspannung kommt der
LTM8029 ebenfalls in Frage. Ein On/Off bzw. hier Run-Pin hat er auch.
Allerdings ist auch hier das Problem die offene Frage nach der
"Rückstromfestigkeit" sowie die Tatsache das es Ihn anscheinend nur
im BGA-Package gibt. Zusätzlich ist er kaum aufzutreiben und sehr teuer.

Sind die genannten Bauteile brauchbar oder ein totaler Griff ins Kloh.
So richtig zufrieden bin ich mit keiner der Alternativen.

Vieleicht kann mir doch noch einer helfen auf der Suche nach dem
passenden Bauteil oder einer klügeren Umsetzung meines Problems?

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