Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Step-Up Regler Bypass


von Michael D. (joegi)


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Ich möchte einen Aufwärtsregler (https://www.pololu.com/product/2560) 
bei Bedarf überbrücken, d.h. Vin mit Vout mittels FET verbinden. Der 
Regler bzw. der vorgelagerte Regler versorgt einen Mikrocontroller 
(Teensy LC). Ich wüsste nun gerne, ob bei einer solchen Umschaltung, 
ohne entsprechende Gegenmaßnahmen, Spannungsschwankungen auftreten 
können, die den Mikrocontroller oder Aufwärtsregler schädigen können 
bzw. zum Absturz des Mikrocontrollers führen können? Im Umchaltzeitpunkt 
kann die Eingangsspannung zwischen 2,3 und 3V betragen, und der 
Aufwärtsregler erzeugt eine Spannung von 3V, so dass die Spannung im 
Umschaltzeitpunkt um bis zu 0,7V springen kann! Ich habe eine 
entsprechende Schaltung bereits erfolgreich aufgebaut, nur nutze ich 
aktuell eine Schottky-Diode als Bypass und wüsste nun gerne, ob ich 
diese weglassen kann!
Vielen Dank für die Antworten im Voraus!

: Bearbeitet durch User
von Typ (Gast)


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Schaltplan fehlt

von der schreckliche Sven (Gast)


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Lies doch die ganze Beschreibung nochmal genau durch.
Bei dem Teil handelt es sich um einen Buck/Boost Converter, das heißt, 
er hält die Ausgangsspannung konstant, egal ob die Eingangsspannung 
niedriger oder höher ist. Den zu überbrücken ist suboptimal.

von Teo D. (teoderix)


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Hier ist der Weg eindeutig nicht das Ziel.

Event. mal erzählen was,warum,wieso. Den Schmarrn brauchts vielleicht 
garnicht.

von (prx) A. K. (prx)


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Der Regler hat einen Enable-Eingang. In abgeschaltetem Zustand sollte 
eine Überbrückung keine Probleme bereite.

von Michael D. (joegi)


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der schreckliche Sven schrieb:
> Lies doch die ganze Beschreibung nochmal genau durch.
> Bei dem Teil handelt es sich um einen Buck/Boost Converter, das heißt,
> er hält die Ausgangsspannung konstant, egal ob die Eingangsspannung
> niedriger oder höher ist. Den zu überbrücken ist suboptimal

Ich muss die Schaltung wohl doch noch etwas präzisieren:
Ich habe einen Teensy LC(@24MHz), der durch zwei kleine Solarzellen(6V) 
und 2 parallel geschaltete 5F(3V) Supercaps (also insgesamt 10F 
Kapazität) mit Spannung versorgt wird. Die Supercaps werden also von den 
Solarzellen geladen. Wenn der Teensy von Anfang an mit den 
Solarzellen/Supercaps verbunden ist, entsteht bei 1.62V ein Zustand, bei 
dem der Teensy soviel Strom zieht, dass der Ladevorgang abbricht (die 
Spannung weder zu- noch abnimmt) der Teensy aber nicht wirklich startet. 
Obwohl ich mit meinem Multimeter keine Spannungsschwankungen feststellen 
kann, gehe ich davon aus, dass es sich um eine "Hochfrequente" Hysterese 
handelt, also eine Einschalten des Mikrocontrollers, aufgrund dessen die 
Spannung dann auf einen Wert wieder abfällt, bei der der MC wieder 
abschaltet, und so weiter!(?) Um diesen Punkt zu überbrücken habe ich 
den SHDN (shutdown)-Eingang mittels Schottky-Diode und 68k Widerstand 
mit Vin verbunden. Dadurch schaltet der Schaltregler ab einer Spannung 
von ~2,3V ein welcher den Teensy mit 3V Spannung versorgt, und somit 
einschaltet. Der Teensy soll bei viel Sonnenschein ab einer vorliegenden 
Spannung von 3V einen Motor einschalten (und laufenlassen bis die Caps 
"leer" sind), der, wie der Teensy selbst, über den Aufwärtsregler mit 
Spannung versorgt wird. Bis dieser Zustand erreicht ist soll der Teensy 
die Spannung in regelmäßigen Abständen (dazwischen ist der Teensy im 
HIBERNATE-MODE) überprüfen um festzustellen, wie schnell die Caps laden. 
Wenn, bei wenig Sonne, die Ladegeschwindigkeit niedrig ist, soll der 
Teensy den Motor schon bei einer niedrigeren Spannung als 3V 
einschalten. Um nun einen optimalen Wirkungsgrad während des 
Ladevorgangs zu erreichen, habe ich I/O-Pin "21"(20mA-"fähig") mittels 
Schottky-Diode mit "+" (:= Vin Regler) mit den Solarzellen/Caps 
verbunden. Um den Stromverbrauch der Schaltung während des Ladevorgangs 
so niedrig wie möglich zu halten, schalte ich, nachdem der Regler den 
Teensy, nach Erreichen von ~2,3V, eingeschaltet hat, Pin "21" auf OUTPUT 
und HIGH und schalte den m it SHDN des Regler verbundenen Pin 18 auf 
OUTPUT und LOW, so dass der Regler abschaltet und der Teensy nun über 
Pin "21" mit Strom versorgt wird, und die Schaltung durch Umgehung und 
in STANDBY-Versetzen des Reglers nun sowenig Strom zieht wie möglich. 
Nachdem Pin "21" auf HIGH geschaltet wurde, und bevor der Regler mittels 
Pin 18 deaktiviert wird, gibt es einen sehr kurzen Zeitraum, in dem der 
Regler, aufgrund der Verbindung von Pin "21" mit Vin, überbrückt ist. 
Die Schaltung funktioniert (bisher) wie gewünscht!
Ich wüsste nun gerne, ob ich die Diode, mit der ich Pin "21" mit Vin 
verbunden habe auch weglassen kann?

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Michael D. schrieb:
> Ich muss die Schaltung wohl doch noch etwas präzisieren:

Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte.

von Michael D. (joegi)


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A. K. schrieb:
> Michael D. schrieb:
>> Ich muss die Schaltung wohl doch noch etwas präzisieren:
>
> Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte.

Die Worte sind aber nötig, da der Code des Mikrocontrollers 
entscheidenden Einfluss auf die Schaltung hat!

von (prx) A. K. (prx)


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Michael D. schrieb:
>> Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte.
>
> Die Worte sind aber nötig, da der Code des Mikrocontrollers
> entscheidenden Einfluss auf die Schaltung hat!

Ändert nichts daran, dass der Leser das Bild, das du im Kopf hast, erst 
einmal mühsam auf Basis der Worte reproduzieren müsste.

von Michael D. (joegi)


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Der Text ist noch nicht ganz präzise, denn ich habe vergessen zu 
erwähnen, dass ich den Aufwärtsregler zusammen mit dem nachgeschalteten 
Teensy, auch nicht von Anfang an an die Solarzellen/Caps anschließen 
kann, dieses also genauso unmöglich ist wie ein von Anfang an mit den 
Solarzellen/Caps direkt verbundener Teensy, da die Caps dann praktisch 
gar nicht laden, da der Regler bei niedrigen Spannungen sehr viel Strom 
zieht.

von Michael D. (joegi)


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A. K. schrieb:
> Michael D. schrieb:
>>> Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte.
>>
>> Die Worte sind aber nötig, da der Code des Mikrocontrollers
>> entscheidenden Einfluss auf die Schaltung hat!
>
> Ändert nichts daran, dass der Leser das Bild, das du im Kopf hast, erst
> einmal mühsam auf Basis der Worte reproduzieren müsste.

O.k., Du hast Recht, im Moment habe ich die Schaltung aber nur auf einem 
Breadboard und noch keinen Schaltplan erzeugt. Momentan habe ich dafür 
auch keine Zeit, und hoffe, dass irgend jemand ausreichend verstanden 
hat worum es geht. In der Essenz geht es um Folgendes:
Kann ich den Regler OHNE DIE BISHER VERWENDETE SCHOTTKY_DIODE im 
laufenden "Betrieb" direkt überbrücken (ohne diesen vorher auf STANDBY 
zu schalten) ohne mit negativen Konsequenzen (Beschädigung von 
Bauteilen/Absturz des MC) rechnen zu müssen? Momentan treten dabei (im 
Umschaltzeitpunkt) Spannungsschwankungen von bis zu 0,7V auf, die aber 
keine Probleme bereiten. Mir geht es darum, ob aufgrund der auf dem 
Spannungsregler-Board vorhandenen Kapazitäten und der Spule irgendeine 
"Gefahr" ausgeht, wenn ich die Diode weglasse?
Wenn ich keine Antworten erhalte, die mir dringend davon abraten die 
Diode zu entfernen, werde ich es riskieren und es einfach ausprobieren!
Danke für die Antworten!

: Bearbeitet durch User
von Michael D. (joegi)


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Vielleicht hat die Diode aber sogar einen Vorteil, nämlich das die 
Versorgungsspannung des Teensys während des Ladens der Supercaps immer 
um 0,3V niedriger ist als die Eingangsspannung, und der Teensy dadurch 
evtl. weniger Leistung zieht (wenn der Stromverbrauch nicht entsprechend 
steigt)!?
Der Teensy läuft bei 24MHz Frequenz nämlich ab ~1,7V und somit macht es, 
wenn der Teensy bei niedrigerer Spannung wirklich weniger Leistung 
zieht, vielleicht sogar Sinn noch eine Diode hinzuzuschalten, denn 2,3V 
- 2 * 0,3V = 1,7V!?

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