Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hoher Ruhestrom für Low-Power Modul


von Bert S. (kautschuck)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hi,

Ich habe folgendes Design wie im Anhang und ich messe einen Ruhestrom 
von etwa 170uA, was für einen Batteriebetrieb zu viel ist.

Der Ruhestrom ist hier so definiert, dass wenn der LDO durch den 
Under-Voltage Lockout IC ausgeschaltet wird, noch so viel Strom fließt.

Der LDO sollte nach Datenblatt maximal 1uA brauchen im ausgeschalteten 
Zustand. Die Widerstände R6 und R15 habe ich zum testen mal abgelötet, 
das ganze zieht aber immer noch 130uA und ich sehe nicht, woher das 
kommt.

Ein Messfehler ist soweit ausgeschlossen, ich habe 2 Multimeter 
verwendet und speise das ganze nun sogar mit einem Nucleo LPM01A zur 
Strommessung bis in den nA Bereich. Alles führt zum gleichen Resultat.

Jemand eine Idee, was den hohen Ruhestrom verursachen könnte?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Lesenswert?

Schalte mal an IC4 Pin3 aus.

von g457 (Gast)


Lesenswert?

> Der Ruhestrom ist hier so definiert, dass wenn der LDO durch den
> Under-Voltage Lockout IC ausgeschaltet wird, noch so viel Strom fließt.

Wo wird gemessen? VUSB oder VBAT? Oder VBAT_IN? Oder ganzwoanders? Was 
hängt noch so alles rum/dran? Reverse-Leakage der Dioden berücksichtigt 
(die liegt durchaus im zweistelligen µA-Bereich, abhängig davon was wo 
wie angeschlossen ist).

> Ein Messfehler ist soweit ausgeschlossen

Immer sehr gut wenn man wichtige Komponenten einfach und pragmatisch 
ignorieren kann.

von Christian J. (Gast)


Lesenswert?

Bert S. schrieb:
> Ich habe folgendes Design wie im Anhang und ich messe einen Ruhestrom
> von etwa 170uA,

Womit wird den gemessen? Mit dem Voltcraft Multimeter oder einem China 
Kracher für 10 Euro? Meiner Erfahrung nach kann man so kleine Ströme nur 
mit Fluke HAMEG Geräten messen die sehr teuer sind. Bei den billigen 
hast Du einen viel zu großen Serienwiderstand. Mein China Gerät misst da 
nur Fahrkarten unter 1mA

von Bert S. (kautschuck)


Lesenswert?

Habe ich mal manuel gemacht, immer noch 100uA drauf. Der Strom kann so 
eigentlich nur durch IC3(Ist ja direkt mit der Batterie verbunden, hat 
aber kein Supply), IC5 (braucht aber nur 700nA) oder IC4 verursacht 
werden, sonst sind alle Widerstände abgelötet. IC4 bracht aber gemäss 
Datenblatt nur etwa 1uA mit EN auf LOW.

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

R15, R18, D3.

von Bert S. (kautschuck)


Lesenswert?

g457 schrieb:
> Wo wird gemessen? VUSB oder VBAT? Oder VBAT_IN? Oder ganzwoanders? Was
> hängt noch so alles rum/dran? Reverse-Leakage der Dioden berücksichtigt
> (die liegt durchaus im zweistelligen µA-Bereich, abhängig davon was wo
> wie angeschlossen ist).

Es wird direkt mit dem Nucelo in VBAT_IN eingespeist, wobei ich hier 
genau die Stromaufnahme messen kann, bis in den nA Bereich.

VUSB ist nicht angeschlossen und auch kein SWD, nur VBAT_IN und GND vom 
Nucleo.

g457 schrieb:
> Immer sehr gut wenn man wichtige Komponenten einfach und pragmatisch
> ignorieren kann.

Das habe ich nicht gemacht, sondern evaluiert. 3 verschiedene 
Messgeräte, alle das gleiche Resultat. Wenn ich den Schalter S2 auf Off 
lege, dann messe ich noch 0.2uA, das funktioniert schon.

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Und MLCCs können auch ganz überraschend hohe Leckströme haben, 
defekthalber.

von Bert S. (kautschuck)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> R15, R18, D3.

R15 habe ich bereits abgelötet, R18 könne um die 40uA beitragen, D3 wäre 
wirklich noch spannend, muss ich mal ablöten.

von Bert S. (kautschuck)


Lesenswert?

Christian J. schrieb:
> Womit wird den gemessen? Mit dem Voltcraft Multimeter oder einem China
> Kracher für 10 Euro? Meiner Erfahrung nach kann man so kleine Ströme nur
> mit Fluke HAMEG Geräten messen die sehr teuer sind. Bei den billigen
> hast Du einen viel zu großen Serienwiderstand. Mein China Gerät misst da
> nur Fahrkarten unter 1mA

Einem LPM01A: 
https://www.st.com/en/evaluation-tools/x-nucleo-lpm01a.html

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Mach erstmal nen vernünftigen Schaltplan. Da braucht man ja Stunden, um 
zu erkennen, was wo lang fließt.
Oder soll sich das jeder erstmal alles ausdrucken, zusammen kleben und 
verbinden?

Und man darf auch über die ICs Text schreiben, der die Funktion nennt.
Dann muß nicht jeder erst danach googlen.

: Bearbeitet durch User
von Gerald K. (geku)


Lesenswert?

Christian J. schrieb:
> Mein China Gerät misst da nur Fahrkarten unter 1mA

Kann man das leicht nachprufen: bekannte Spannung und bekannter 
Widerstand z.B. 9V Batterie und ein 1 MOhm Widerstand sollten rund 9uA 
ergeben.

von Gerald K. (geku)


Lesenswert?

Offene Eingänge können den Ruhestrom erhöhen.

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Christian J. schrieb:
> Meiner Erfahrung nach kann man so kleine Ströme nur
> mit Fluke HAMEG Geräten messen die sehr teuer sind.

Quatsch.
Selbst mein altes A-Z M3900 hat nen 20µA Bereich und der funktioniert 
auch.
Schade, daß es diese einfachen und robusten DMMs nicht mehr gibt.

Um bei Stromanstieg eine Überlastung zu vermeiden, schaltet man eine 
1N4148 parallel. Die begrenzt auf 0,7V und sperrt noch beim Endwert 
(0,2V).

von Bert S. (kautschuck)


Lesenswert?

Ok, es ist tatsächlich D3 mit Leckstrom. Wenn ich den LDO auf Reset 
behalte und D3 ablöte, dann zieht das ganze noch 27uA, die kommen 
wahrscheinlich von R18, der auf GND anliegt. Daher werde ich wohl R18 
und R15 auf 470kOhm erhöhen.

Wie genau kann ich aber den Leckstrom durch D3 verringern? Jemand eine 
Idee, durch was ich das ersetzen könnte?

von Andreas B. (bitverdreher)


Lesenswert?

Bert S. schrieb:
> Wie genau kann ich aber den Leckstrom durch D3 verringern? Jemand eine
> Idee, durch was ich das ersetzen könnte?

Durch ein Nicht-Schottky Diode

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Bert S. schrieb:
> Ok, es ist tatsächlich D3 mit Leckstrom.

Schottky-Dioden sind Teufelszeug. Ich hatte mal ne Anwendung, da mußte 
ich sie kühlen, weil die Sperrverluste so hoch waren (mehrere mA). 
Seitdem nehme ich die nicht mehr.
Für geringe Durchlaßverluste eignen sich MOSFETs besser.

: Bearbeitet durch User
von Gerald K. (geku)


Lesenswert?

Bert S. schrieb:
> Wie genau kann ich aber den Leckstrom durch D3 verringern? Jemand eine
> Idee, durch was ich das ersetzen könnte?

Andere Diode an der USB Versorgung verwenden. Bei Schottkydioden ist 
bekannt, dass sie hohe Leckströme aufweisen. Schottkydiode nach diesem 
Parameter aussuchen (Blick ins Datenblatt: Reversal Voltage) oder 
Si-Diode verwenden. Auch ein MOS-FET wäre überlegenswert.

: Bearbeitet durch User
von Herbert (Gast)


Lesenswert?

Christian J. schrieb:

> Bert S. schrieb:
>> Ich habe folgendes Design wie im Anhang und ich messe einen Ruhestrom
>> von etwa 170uA,

> Meiner Erfahrung nach kann man so kleine Ströme nur
> mit Fluke HAMEG Geräten messen die sehr teuer sind.

Troll oder wirklich so unbedarft?

von Bert S. (kautschuck)


Lesenswert?

So, ich habe diese hier gefunden:

https://eu.mouser.com/datasheet/2/348/rb068mm_30tr_e-1915710.pdf

Maximal 0.8uA reverse current, sehe ich richtig oder?

von Gerald K. (geku)


Lesenswert?

Bert S. schrieb:
> Maximal 0.8uA reverse current, sehe ich richtig oder?

Ich würde noch einen Blick auf die zweite Kurve machen. Da sieht man das 
Temperaturverhalten. Die Diode sollte passen.

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.