mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik elektronischer Umschalter zwischen zwei Stromquellen


Autor: Roland S. (roland1302)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
Ich suche einen elektronischen Umschalter zwischen zwei Stromquellen.

Für den RC Modellbau Bereich habe ich eine Doppelstromversorgung. Diese 
besteht aus zwei Akkus, die mit einer Schottky-Doppeldiode voneinander 
getrennt sind.
Es fließt immer nur Strom aus dem Akku mit höherer Spannung.

Die Doppelstromversorgung besteht aus einem großen LiPo (7,4V) und einen 
kleinem LiFe (6,6V) Akku. Der LiFe ist eine Sicherung, der nur 
einspringt, wenn der LiPo leer wird. LiFe ist derart klein 
dimensioniert, dass noch eine zügige Stilllegung der Anlage ermöglicht 
wird.

Im Normalbetrieb fliest Strom aus Akku1. Erst wenn die Spannung von 
Akku1 unter 6,6V fällt, „schaltet“ die Schottkydiode auf Akku2 um.
Da die Spannungen der Akkus generell zu hoch sind, missbrauche ich je 
zwei Dioden um auf eine niedere Spannung durch den Spannungsabfall an 
den Dioden (je 0,7V) zu kommen.
LiPo: 7,4 -2*0,7 = 6V ...zu hoch
LiFe: 6,6 – 2*0,7 = 5,2V…ok

Da die Lipo Spannung immer noch zu hoch wäre, würde ich nach der 
Schottky gerne noch eine dritte Diode einsetzen. Der Spannungsabfall 
wäre für den LiFe dann jedoch zu niedrig.
LiPo: 6-0,7=5,3V…ok
LiFe: 5,2-0,7= 4,5V…zu niedrig!
Ich brauche einen Umschalter, dass Strom über eine Diode fließt, wenn 
der Hauptakku Strom liefert, sobald Strom aus den LiFe Akku fließt, 
sollte die Diode weggeschaltet werden.

Ich dachte an einen MOSFET. Der MOSFET wird jedoch von der Spannung 
gesteuert. Ich bräuchte ein Bauteil, dass umschaltet, wenn STROM fließt 
. Da an beiden Akkus immer eine Spannung anliegt würde ein MOSFET nie 
schalten, dachte ich….

Anbei ein Skizze. Im roten Kreis habe ich den Umschalter eingezeichnet.
Wie kann ich den Umschalter am einfachsten Realisieren?

lg
roland

: Bearbeitet durch User
Autor: Rainer U. (r-u)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Roland S. schrieb:
> Der LiFe ist eine Sicherung, der nur
> einspringt, wenn der LiPo leer wird.

Warum überwachst Du nicht einfach die Spannung/Kapazität vom Lipo, und 
schaltest ggf. kontrolliert ab? Der LiFe wird ja auch nicht viel länger 
durchhalten..?

Autor: Roland S. (roland1302)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>hallo,
es geht dabei um eine Doppelstromversorgung in Flugmodellen.
Sollte ein Akku defekt oder leer werden, hat man einen 2ten an Board.
Normalerweise nutzt man 2 gelich große und beide werden gleichzeitig 
entleert.
Aus unterschiedlichen Gründen, möchte ich gerne einen großen =hohe 
Kapazität und einen kleinen= wenig Kapazität verwenden.
Die Kombination LiPo und LiFe eignen sich dafür besonders, da sie schon 
unterschiedliche Spannungen haben.

Themen zu Doppelstromversorgungen gibt es genug, in dieser Frage geht's 
aber primär um den "elektronischen Umschalter" und wie ich diesen 
ermöglichen kann.
lg
Roland

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Roland S. schrieb:
> Wie kann ich den Umschalter am einfachsten Realisieren?

Da die ganze Methode grober Käse ist, würde ich das weglassen.

Wenn die Spannung von Akku1 unter 6.6V fällt, hat der je nach Temperatur 
immer noch 50% Restkapazität

http://www.mikrocontroller.net/attachment/217356/B...

also mehr als dein LiFePo4 Akku. Lass den LiFePo4 Akku komplett weg und 
bau einfach eine Warnung bei niedrigem Akkustand ein.

Die zu hohe Spannung per Diode zu reduzieren, ist auch Unsinn, man 
reduziert damit auch die Spannung am Entladeende. Nimm einen ultra low 
drop Spannungsregler wie ADP3338 (je nach Strombedarf).

Autor: Roland S. (roland1302)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
das die Methode nicht besonders hochwertig ist, war mir klar. Ob es 
generell einsetzbar ist, ist auch fraglich, weil bei Stromspitzen die 
Spannung vielleicht in die Knie gehen könnte und es dadurch zu einer 
Umschaltung käme.
Sensoren zur Strom und Spannungsüberwachung sind im RC Modellbau 
heutzutage Standard. Das ist nicht das Problem.

Ungeachtet von der Sinnhaftigkeit des gesamten Projekts, würde ich 
trotzdem gerne wissen, wie man einen "elektronischen Umschalter" 
realisiert, der umschaltet, wenn aus Auuk2 Strom fließt.

Autor: BT (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

hierzu gibts spezielle IC´s.
Bspw. den LTC4414

http://www.linear.com/product/LTC4414

Gruß
BT

Autor: Korse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Zur Umschaltung empfehlen sich pro Akku zwei antiseriell verschaltete 
MOSFETs. Einfach hier im Forum nach antiseriell MOSFET suchen.

Autor: Schaltplanleser (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Roland S. schrieb:
> Ich suche einen elektronischen Umschalter zwischen zwei Stromquellen.

Nein.

Du suchst einen elektronischen Umschalter zwischen zwei
Spannungsquellen. Zwei solche sind zumindest in deinem
Schaltplan vorhanden.

Autor: Rainer U. (r-u)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Roland S. schrieb:
> es geht dabei um eine Doppelstromversorgung in Flugmodellen.
> Sollte ein Akku defekt oder leer werden, hat man einen 2ten an Board.
> Normalerweise nutzt man 2 gelich große und beide werden gleichzeitig
> entleert.

Für "versicherte" Kameradrohnen hab ich schon mal gehört, dass es so 
eine Anforderung gibt. Aber normalerweise geht die Akkuspannung dort 
direkt an die ESCs - wenn Du 2 hast, dann eben jeweils per Diode 
entkoppelt.

Wenn Du jetzt also noch die Servos und die Flugsteuerung mit 5V 
versorgen willst, kannst Du das entweder aus (ggf. mehreren) BECs, oder 
Du verzweigst nochmal extra mit 2 Dioden auf einen Low drop- oder 
step-down-Regler - je nachdem, wie viel Redundanz gefordert ist.

So einen kleineren Akku mit Umschalter finde ich weit weniger sicher 
(eine kritische Komponenten mehr, die kaputt gehen kann). Ansonsten sind 
ja Lösungen für Deinen Umschalter genannt.

Autor: Roland SABATA (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke, werde nach den Angaben suchen.

@Rainer: es geht in diesem Fall um Segelflugmodelle bei denen 
üblicherweise keine BECs oder Weichen eingesetzt werden.
Eine echte Doppelstromversorgung ist oft zu schwer oder voluminös. Daher 
wurde überlegt, einen 2ten Mini-Akku als Redundanz einzusetzen. Jedoch 
muss die Schaltung einfach bleiben um Fehlerquellen auszuschließen.
Am Sender kann bei einer Umschaltung durch Telemetriesensoren einfach 
gewarnt werden.

Die ursprüngliche Frage ergab sich aus der ersten Problemstellungen auch 
mit dem Hintergedanken, generell Verbraucher in Abhängigkeit des, durch 
Dioden getrennt, anliegenden Akkus ein/aus bzw um- schalten zu können.

Autor: Rainer U. (r-u)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Roland SABATA schrieb:
> bei denen
> üblicherweise keine BECs oder Weichen eingesetzt werden.

Naja dann baust Du halt einen ein, gibts sehr leicht und fertig zu 
kaufen.

Roland SABATA schrieb:
> Eine echte Doppelstromversorgung ist oft zu schwer oder voluminös.

Also Volumen und Kapazität skaliert bei den Lipos doch recht linear - 
insofern sollten 2 Akkus mit halber Kapazität nicht wesentlich größer 
sein als ein Akku mit doppelter Kapazität .. aber be Seglern ist das 
evtl. anders :-)

Autor: Draco (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du wirst aber immer in der Schaltzeit einen Spannungsverlust haben. 
Dieser kann den Empfänger zurücksetzen, nun weiß ich nicht welches 
System ihr einsetzt? Spektrum? Teste mal am Boden was passiert wenn der 
Empfänger einen Spannungsverlust bekommt und "neu startet" mit 
angestellten Klappen etc.. ;-)

Das was du da vorhast, ist absoluter Blödsinn und völlig Sinnbefreit.

Sorry, aber so hab ich das noch nicht gesehen. Auch dein Argument mit 
den zwei LiPos kenne ich nicht, man macht dies um den doppelten Strom 
(parallel) oder die doppelte Spannung zu bekommen.

Um soetwas sauber zu machen, nutzt man einen FailSafe der bei 
Unterspannung die Servos in eine definierte Position fährt. Bzw. Ein 
Signal ausgibt das das Flugzeug noch sauber heruntergeholt werden kann. 
Das macht mittlerweile jeder halbwegs moderne Empfänger selber.

Und p.s.: der Timer, auf den Fernbedienungen ist auch nicht umsonst da 
drauf ;-)

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.