Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Max3232 Lowside wegen Leckstrom


von Duddi (Gast)


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Hallo liebes Forum,
für eine Anwendung mit niedrigem Ruhestrom, würde ich gerne einem 
Max3232 die Masse mit einem n-Mosfet auftrennen. Eine Lowsideschaltung 
also.
Hintergrund ist der, dass aus dem 3,3V UART-Gerät (eine 
Funkschnittetslle) ein Leckstrom in den Max3232 fließt, den ich gerne 
vermeiden möchte. Der Strom fließt auch wenn der Max3232 Spannungsfrei 
ist, das UART-Gerät muss eingeschaltet bleiben, sendet aber nichts ... 
also hab ich zum Testen mal händisch die Masse vom Max3232 
schaltungsteil abgestöpselt. DerLeckstrom verschwidet dadurch natürlich, 
aber ich frage mich nun, ob es wirklich eine gute Idee ist einen 
n-Mosfet zwischen Masse und den MAX3232 zu schalten. Verschiebe ich mit 
damit nicht die Pegel um ein kleines Stück nach oben? Was ist mit der 
Signalform, leidet die nicht, wenn die Signale noch "durch den Mosfet 
müssen", bevor sie "Masse erreichen"?
Wer hat da Erfahrungen und kann mir sagen ob das so machbar ist?

LG
Duddi

von Falk B. (falk)


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Duddi schrieb:
> Hallo liebes Forum,
> für eine Anwendung mit niedrigem Ruhestrom, würde ich gerne einem
> Max3232 die Masse mit einem n-Mosfet auftrennen. Eine Lowsideschaltung
> also.

Ganz schlechte Idee!

> Hintergrund ist der, dass aus dem 3,3V UART-Gerät (eine
> Funkschnittetslle) ein Leckstrom in den Max3232 fließt, den ich gerne
> vermeiden möchte.

Das geht auch anders. Wo fließte denn dein Leckstrom rein? Das kann ja 
eigentlich nur das TX Pin (Eingang) sein.

> Der Strom fließt auch wenn der Max3232 Spannungsfrei
> ist, das UART-Gerät muss eingeschaltet bleiben, sendet aber nichts ...

Logisch, weil dann der MAX2323 parasitär über die Schutzdioden vom 
Eingang des TX-Pins versorgt wird. Siehe Pegelwandler

> also hab ich zum Testen mal händisch die Masse vom Max3232
> schaltungsteil abgestöpselt. DerLeckstrom verschwidet dadurch natürlich,
> aber ich frage mich nun, ob es wirklich eine gute Idee ist einen
> n-Mosfet zwischen Masse und den MAX3232 zu schalten.

Meistens nicht.

> Verschiebe ich mit
> damit nicht die Pegel um ein kleines Stück nach oben? Was ist mit der
> Signalform, leidet die nicht, wenn die Signale noch "durch den Mosfet
> müssen", bevor sie "Masse erreichen"?

Nein, aber das Problem ist u.a. daß dein MAX2323, der ja noch an einem 
Kabel hängt, nun keinen harten Massebezug hat. Die Masseströme fließen 
jetzt undefiniert durch diverse Dioden diverser IOs. Das ist nicht gut.

> Wer hat da Erfahrungen und kann mir sagen ob das so machbar ist?

Mach es richtig. Nimm ein Schaltung, welche VCC vom MAX3232 abschaltet 
und das TX-Pin isoliert. Das geht am einfachsten mit einer Diode und 
einem Pull-Up Widerstand. Siehe Anhang.

von Duddi (Gast)


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Hallo Falk,
vielen Dank für deine Antwort. Der Leckstrom kommt tatsächlich aus dem 
TX-Pin des UART-Geräts. Die Spannungsversorgung des Max3232 ist im 
Lowpower-Zustand ausgeschaltet. Da kommen auch nur "0V" an (Die Spannung 
für den 3,3V-LDO, welcher den MAx3232 versorgt wird ausgeschaltet). Dann 
kann ich auf den p-Mosfet verzichten oder?
Den Kunstgriff mit der Schottkydiode verstehe ich leider nicht ganz. 
Dass sie einen Stromfluss in den TX_IN des Max3232 verhindern kann ist 
klar, aber wird dann nicht auch das Signal blockiert, wenn ich es 
brauche? Oder ist es so, dass der Pullup mir das Signal hochzieht 
(logische NULL) und wenn das UART-Gerät eine 1 sendet, die leitung auf 
GND gezogen wird, der strom vorwärts durch die Ddioden kann und das eine 
logische EINS ergibt? hmm.....

LG
Duddi

von Falk B. (falk)


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Duddi schrieb:
> Hallo Falk,
> vielen Dank für deine Antwort. Der Leckstrom kommt tatsächlich aus dem
> TX-Pin des UART-Geräts. Die Spannungsversorgung des Max3232 ist im
> Lowpower-Zustand ausgeschaltet. Da kommen auch nur "0V" an (Die Spannung
> für den 3,3V-LDO, welcher den MAx3232 versorgt wird ausgeschaltet). Dann
> kann ich auf den p-Mosfet verzichten

Ja.

> oder?
> Den Kunstgriff mit der Schottkydiode verstehe ich leider nicht ganz.
> Dass sie einen Stromfluss in den TX_IN des Max3232 verhindern kann ist
> klar, aber wird dann nicht auch das Signal blockiert, wenn ich es
> brauche?

Nein.

> Oder ist es so, dass der Pullup mir das Signal hochzieht
> (logische NULL) und wenn das UART-Gerät eine 1 sendet, die leitung auf
> GND gezogen wird, der strom vorwärts durch die Ddioden kann und das eine
> logische EINS ergibt? hmm.....

Genau so. Aktiv über die Diode auf LOW ziehen, passiv über den 
Widerstand auf HIGH. Quasi wie Open Kollektor, hier nur mittels Diode.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Duddi schrieb:
> für eine Anwendung mit niedrigem Ruhestrom, würde ich gerne einem
> Max3232 die Masse mit einem n-Mosfet auftrennen.
Sämtliche Daten im Datenblatt beziehen sich auf diese Masse. Wenn du sie 
auftrennst, welchen Pegel hat dann der Massepin des MAX und wie sehen 
die Bezüge zu diesem unbekannten Pegel aus?

Duddi schrieb:
> Oder ist es so, dass der Pullup mir das Signal hochzieht
> und wenn das UART-Gerät eine 1 sendet,
Ja. Soweit passt das.

> die leitung auf GND gezogen wird, der strom vorwärts durch die Ddioden kann
Ja.

Nur an den logischen 0 und 1 musst du noch arbeiten.
Denn eine logische 0 sind 0V auf der µC-Seite und 
"irgendwasgrößerals+3V" auf der RS232-Seite. Und eine logische 1 sind 5V 
am µC und "irgendwaskleinerals-3V" auf dem RS232.

Allerdings würde ich hier wegen des hohen Leckstroms keine Schottkydiode 
nehmen, sondern eine mit niedrigem Leckstrom wie z.B. die BAS45.

Und den Pullup kann man auch direkt an einen µC-Pin anschließen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Duddi (Gast)


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Hallo Falk,
herzlichen Dank nochmals für die schnelle und kompetente Hilfe!

LG
Duddi

von Duddi (Gast)


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Hallo Lothar,
auch Dir vielen Dank fürs "geraderücken" der Nullen und Einsen ;)

LG
Duddi

von Duddi (Gast)


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Hallo zusammen,
für die SMD-Bauteilsuchenden: Die BAS70WS hat auch einen 
Rückwärtsleckstrom von nur 100nA und ist in SOD-323 verfügbar. 
Vorwärtsspannung sind wie bei BAS45 Vf=1V. Sie hält zwar insgesamt 
weniger aus, aber das spielt hier ja kene Rolle.

LG
Duddi

von Falk B. (falk)


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Lothar M. schrieb:
> Und den Pullup kann man auch direkt an einen µC-Pin anschließen.

Nö, denn der versorgt dann auch wieder parasitär den MAX3232. Manchmal 
haben meine Schaltungsvorschläge schon ihren Sinn ;-)

von Duddi (Gast)


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Hallo nochmals,
dank eines Pullups an der RX-Leitung hab ich noch mehr Leckstrom. Den 
würde ich auch gerne einsparen.
Ich versuch mal zu beschreiben, wie ich mir das gedacht hab: Das 
UART-Gerät bleibt die ganze Zeit an und hat eine eigene Stromversorgung 
(3.3V_2). Die Stromversorgung des Max3232 (3.3V_1) wird abgeschaltet. 
Der n-Mosfet sperrt, wenn er nicht die 3,3V am Gate hat, Leckstrom ist 
unterbrochen. Wenn der Mosfet die 3,3V am Gate hat, macht er auf und der 
Max3232 (der ja auch erst dann an ist) kann den RX-Pin des UART-Geräts 
durch den Mosfet hindurch auf Masse ziehen. Kann das so funktionieren, 
wie auf dem Bild dargestellt?

LG
Duddi

von Duddi (Gast)


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Noch eine Zusatzinfo:
der 10k Pullup an der RX-Leitung ist in Wirklichkeit ein 5,6k Widerstand 
... hab beim Kopieren geschlampert ;)
Der Leckstrom ist so ca. 50uA und damit errechnet sich der 
Eingangswiderstand vom Max3232 zu ca 65k. Im DS steht 300 Ohm bis 10M 
Ohm ... was da nun zutrifft -wenn er unbestromt ist- weiß ich leider 
nicht. Warum diese Spanne so breit angegeben ist, würde mich aber sehr 
interessieren, falls das jemand weiß.

LG
Duddi

von Falk B. (falk)


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Duddi schrieb:

> durch den Mosfet hindurch auf Masse ziehen. Kann das so funktionieren,
> wie auf dem Bild dargestellt?

Ja. R12 ist überflüssig, das Gate kann und muss direkt an 3.3V_1. Der 
BSS138 ist dein Freund.

von Duddi (Gast)


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Hallo Falk,
danke fürs Drüberschauen und den Hinweis zum R12. Bisher hatte ich den 
BSS123, aber der BSS138 passt noch besser!

LG
Duddi

von Bauform B. (bauformb)


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Die ICs der 74AUP-Familie schalten ihre Ausgänge ab, wenn man die 
Versorgung wegnimmt. Rückwärts fließen dann max. 0.6uA in den Ausgang. 
Der Eingangsstrom ist noch kleiner.

Der 74AUP2G17GW (bzw. SN74AUP2G17DCK) ist ein 2-fach 
Buffer/Schmitt-Trigger: einer für RX, einer für TX und VCC = 3.3V_1. Der 
kommt im TSSOP-Gehäuse mit 6 Pins, ist also kleiner als ein BSS138. Zum 
Ausgleich braucht er kein Hühnerfutter.

: Bearbeitet durch User
von Duddi (Gast)


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Hallo Bauform B.,
auch für deinen Beitrag vielen Dank, ich werde mir den IC genau 
anschauen. Die Baugröße ist wirklich faszinierend!

LG
Duddi

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