Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Transistor als 5V "Hauptschalter"


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von Dale (Gast)


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Hallo community,
Ich stehe gerade auf dem Schlauch.: Um Strom zu sparen möchte ich einen 
Teil meiner Schaltung (eigene Platine - darunter auch ein Display) 
abschalten. Diese benötigt 5V und einiges an Strom. Nun hatte ich mir 
das simplerweise folgendermaßen vorgestellt, allerdings fließt laut 
LTSpice auch im ausgeschalteten Zustand noch über 100uA.
Folge,: es schalten sich innheralb der Schaltung bereits einige Bereiche 
ein...
Gibt es eine bessere Lösung? (Ich möchte kein Relais verwenden...)

Schon mal herzlichen Dank...

von Michael B. (laberkopp)


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Dale schrieb:
> allerdings fließt laut
> LTSpice auch im ausgeschalteten Zustand noch über 100uA.

Nö.

Da du NATÜRLICH nicht die Bauteilwerte angegeben hast, kann man die 
Ursache nicht erkennen, aber:

Nicht bei mir (10k + 2N3904)

Nur 5pA.

Es kann allerdings übel sein, wenn man einem Bauteil die Masseverbindung 
kappt, wenn dieses Bauteil noch über irgendeeine andere Leitungen an GND 
hängt, z.B. Eingänge.

Dann fliesst der Strom einfach über die Eingänge ab.

War man aber so schlau, alle Eingänge nur mit pull ups zu versehen, dann 
geht es.

Kann man das nicht so schaaten, weil pull up = high für das Modul 
bedeutet daß etwas eingeschaltet ist, dann sollte man die Eingänge mit 
pull downs versehen, also vor dem abschalten auf low legen, und die +5V 
Verbindung abschalten mit einem PNP.

Auch ist fraglich, ob das Modul, hinter dem Transistor als Schalter, 
noch einen Abblockkondenstaor, so 100nF, benötigt, denn so ein 
Transistor ist doch schon ein Widerstand.

Auch Transistoren leiten übrigens Strom wenn sie ausgeschaltet sind, der 
Leckstrom den 2N3904 liegt zwar offiziell nur bei 50nA 
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/2N3903-D.PDF
aber das erhöht sich je nach Temperatir, verdopplung alle 10 GradC, bei 
150 GradC wären also schon 250uA möglich.

: Bearbeitet durch User
von Dale (Gast)


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Danke dir...

Da liegt vielleicht das Problem.
Also muss ich alle Eingänge mit Pull-downs ebenfalls abschalten...
Das wird hart^^ ich habe nur noch wenig Platz auf der Platine...
Gibt es denn wirklich keine einfachere Lösung?

von Dietrich L. (dietrichl)


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Dale schrieb:
> meiner Schaltung

Da fehlt noch ein Kollektorwiderstand bei T1. Ohne ihn gibt es beim 
Einschalten einen Kurzschluss zwischen 5V und GND:
+5V -> T1 -> Basis von T2 -> GND.

von THOR (Gast)


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Du kannst das ganze auf der High-Side mit nem PNP oder p-Channel FET 
aufbauen. Dann ist die Masseverbindung da aber Vcc wird getrennt.

Ich würde da nen low rdson nFET bevorzugen, da fällt am wenigsten 
Spannung drüber ab.

Und bei 5V kann man da ganz einfach nen Logic-Level FET nehmen ohne 
Pegelwandler oder sonstwas.

Vorteil: FET-Ansteuerun ist statisch leistungslos. Und um Stromsparen 
gehts dir ja.

von Dale (Gast)


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Dale schrieb:
> Hatte da was falsch verstande^^
> Danke dir...
>
> Da liegt vielleicht das Problem.

von Dale (Gast)


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Dale schrieb:
> Dale schrieb:
>> Hatte da was falsch verstande^^
>> Danke dir...
>>
>> Da liegt vielleicht das Problem.

Oh, das wollte ich gar nicht schreiben^^

von Noch einer (Gast)


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Normalerweise nimmt man für so etwas einen P-Mosfet zwischen den 5V der 
Versorgungsspannung und und den 5V der Bauteile.

Du hast weniger Spannungsabfall, brauchst keinen Basisstrom, und musst 
dir keine Gedanken über die unterschiedlichen Masse-Potentiale machen.

von Manfred (Gast)


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Noch einer schrieb:
> Normalerweise nimmt man für so etwas einen P-Mosfet zwischen den 5V der
> Versorgungsspannung und und den 5V der Bauteile.
>
> Du hast weniger Spannungsabfall, brauchst keinen Basisstrom, und musst
> dir keine Gedanken über die unterschiedlichen Masse-Potentiale machen.

Auch hier müssen bei abgeschalteter Versorgung die Signalleitungen 
passend gesetzt sein, also auf low.

von Dale (Gast)


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Ich danke euch allen,
werde, das alles anpassen...

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Dale schrieb:
> Um Strom zu sparen möchte ich einen
> Teil meiner Schaltung - darunter auch ein Display abschalten.
Leider fehlen Details.
Dass die Schaltng so überhaupt nicht funktionieren wird, wurde ja schon 
festgestellt. Sie macht einen Kurzschluss.

Hat das Display eine Beleuchtung?
Ich nehme mal an, dass es so ist. Dann geht der Hauptanteil für dieses 
Beleuchtung drauf. Das Display selber wird wahrscheinlich nur wenig 
Strom benötigen, sofern man es in Ruhe läßt. Da kann man evtl. auf das 
Achschalten der Display-Elektronik verzichten.
Evtl. gibt es auch ein Pin für Shutdown oder Reset?

Die Beleuchtung hat aber in der Regel eigene Anschlüsse und kann in 
diesem Fall mit dem -Pol. bequem per npn-Transitor oder n-Kanal-FET 
gegen Masse geschalten werden.

> Diese benötigt 5V und einiges an Strom. Nun hatte ich mir
> das simplerweise folgendermaßen vorgestellt, allerdings fließt laut
> LTSpice auch im ausgeschalteten Zustand noch über 100uA.
Keiner kann hier sagen, wo das Probem ist, wenn du keinerlei konkrete 
Daten nennst.

> Gibt es eine bessere Lösung?
Kommt ganz drauf an, um was es konkret geht.
Gruß Öletronika

von Ralph S. (jjflash)


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... angehängte Schaltung sollte eigentlich genügen, wenn man Lasten (das 
können logischerweise ganze Schaltungen sein) von seiner 
Betriebsspannung abschalten mag (und keine FETs verwenden möchte).

Wie oben bereits geschrieben wurde ist es eher problematisch, einer 
Schaltung einfach nur "die Masse zu klauen".

Ist RL eine induktive Last ist eine Freilaufdiode hinzuzufügen.

von Georg (Gast)


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Dale schrieb:
> Gibt es eine bessere Lösung?

Es gibt nur bessere Lösungen. Die Schaltung ist schon deshalb schlecht 
geeignet, weil nicht 5V, sondern GND abgeschaltet wird, und das dient ja 
als allgemeine Referenz. Dazu kommt noch, dass ein Bipolar-Transistor 
verwendet wird, um dessen Restspannung verschiebt sich das GND-Potential 
der geschalteten Teile selbst im eingeschalteten Zustand gegenüber den 
anderen Schaltungsteilen.

Üblich ist es, die 5V-Versorgung zu schalten.

Georg

von olaf (Gast)


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Seufz...warum nicht sowas?

http://www.ti.com/lsds/ti_de/power-management/power-distribution-savings-products.page#

Und TI ist selbstverstaendlich nur ein Beispiel von vielen...

Olaf

von Hurra (Gast)


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Dale schrieb:
> Danke dir...
>
> Da liegt vielleicht das Problem.
> Also muss ich alle Eingänge mit Pull-downs ebenfalls abschalten...
> Das wird hart^^ ich habe nur noch wenig Platz auf der Platine...
> Gibt es denn wirklich keine einfachere Lösung?

Nein.
Dein Problem ist, dass du die Masse wegschaltest.
Damit gehen alle Pins, die die Grenzen der geschalteten Versorgung 
überqueren auf HIGH, weil deine Masse auf 5V geht.

Da wäre ein Pulldown kontraproduktiv.

Dazu kommt:
Die Masse im geschalteten Bereich liegt auf VCEsat. Das ist ungeschickt, 
weil damnit dein LOW für die Signale bereits z.B. 0,3V ist.
Schlimmer noch:
Wenn du ein Signal auf LOW ziehst, sieht der geschaltete Teil eine 
Spannung von z.B. -0,3V.

Darum tut man das so nicht.
Man schaltet das mit einem PMOS (z.B. IRLML6402)  die VCC-Seiter (also 
oben) und lässt GND verbunden.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Seufz

olaf schrieb:
> Seufz...warum nicht sowas?

Weil man 'sowas' auch erst kennen muß?
Wenn man 'sowas' nicht kennt, nur eine Idee hat um ggf. 'sowas' von 
einem User, wie Dir, gezeigt zu bekommen?

Halt in der Hoffnung, daß nicht Jeder hier die Weisheit mit Löffeln 
gefressen hat und schon im Babyalter mit dem Elektronik-Katalog in den 
Schlaf geprü ... gewiegt wurde?

MfG

PS: Ja, eine Frage mit einer Gegenfrage zu beantworten ist nicht fein 
...

von Wolfgang (Gast)


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Georg schrieb:
> Die Schaltung ist schon deshalb schlecht
> geeignet, weil nicht 5V, sondern GND abgeschaltet wird, und das dient ja
> als allgemeine Referenz.

Am nachteiligsten finde ich, dass sich die Schaltung (je nach 
Dimensionierung) nur ein einziges Mal einschalten lässt, weil T2 dann 
auf Grund der fehlenden (vernünftigen) Steuerung des Basisstromes gute 
Chancen hat, sich gleich in den Transistorhimmel zu verabschieden.

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