Schutzschaltung für verpolt eingelegte Batterien gesucht

Christian M. schrieb:
> eine Schaltung soll mit 2x AAA-Zellen (NiMh) laufen, der Batteriekasten
> wird auf der Platine integriert

Dann gestalte den Kasten so, daß die Batterien nur Kontakt bekommen wenn 
sie richtig eingelegt sind. Die Form ist nicht ohne Grund so gewählt, 
daß ein Kontakt vorsteht und so ein mechanischer Verpolungsschutz 
möglich ist.

Wie wärs mit einer LED ?  entweder sie leuchtet :)
oder eben nicht :(

Ginge das ?

Rainer Z. schrieb:
> Oh je...
Oh je...  Oh je...
Durch eine WEISSE 3,2V-LED fliessen bei 2,4V:  1-6mA.
Einen Power-Schalter wird er wohl (auch) drinnen haben.
Nur: wo oder wie diese Status-LED in die Schaltung integrieren  ?

Ein FET in die GND

Rainer Z. schrieb:
> Denn 3 x
> 0,9 V = 2,7 V abzüglich ca. 0,3 V Spannungsabfall verbleiben 2,4 V.

Wenn die Batterien komplett entladen sind.

Εrnst B. schrieb:
> man den Anwender nicht dazu zwingen will halbvolle Zellen wegzuwerfen,
> dann sollte man das Gerät für 1.6V…0.7V pro Zelle auslegen.

Und 3x 1,6V sind wieviel ? Zuviel

Rudi Ratlos schrieb:
> Nur: wo oder wie diese Status-LED in die Schaltung integrieren  ?

Eigentlich:  Status-Schutz-LE-Diode !

Oder was spricht dagegen, hab nix zum Ausprobieren auf die Schnelle .

Christian M. schrieb:
> Hallo,
>
> eine Schaltung soll mit 2x AAA-Zellen (NiMh) laufen, der Batteriekasten
> wird auf der Platine integriert. Nun lassen sich die Zellen verpolt
> einlegen, was die Halbleiter der Schaltung sofort killen wird.
>
> Diode in Serie scheidet wegen Spannungsabfall aus, denn mit 2.4V bin ich
> schon hart am Limit.
>
> Diode über der Spannungsversorgung und Sicherung in Serie ebenfalls,
> weil ein IC max. -0.3V verträgt.
>
> Was gibt es noch für Lösungen?
>
> Christian

Gegen Idioten gibt es leider keinen vollständigen Schutz!

Bauform B. schrieb:
> Es gibt auch vernünftige Batteriehalter. Mechanik > Elektronik! Wie so
> oft.
Und, wie so oft, das Forum PC Hard- & Software , mit der man die nötigen 
Beschriftungen erledigt. Blöd wird´s nur, wenn die Batterie falsch 
beschriftet ist . Oder Ladegerät

Rudi Ratlos schrieb:
> Blöd wird´s nur, wenn die Batterie falsch
> beschriftet ist . Oder Ladegerät

hier ist nur einer verpolt, das aber gründlich! Gelle Rudi

Jörg R. schrieb:
> Trotzdem, Lösungsansatz siehe Bild.

Der hilft nicht gegen Verpolung an der Schaltung, sondern verhindert 
nur, dass dieser Zustand längere Zeit anhält.
Da kommt es auf die Schaltung an, ob sie das verträgt.

ccrr schrieb:
> hier ist nur einer verpolt, das aber gründlich! Gelle Rudi

passiert aber, oft nicht gründlich, sondern meist unabsichtlich.
Die Frage mit "LED in Serie" hat mir auch noch keiner beantworet. Aber 
in diesem Forum beantwortet man sich seine Fragen am Besten immer selbst 
.

Wolfgang schrieb:
> Der hilft nicht gegen Verpolung an der Schaltung, sondern verhindert
> nur, dass dieser Zustand längere Zeit anhält.
> Da kommt es auf die Schaltung an, ob sie das verträgt.

Welche Schaltung verträgt denn 0,4V verpolt für ein paar ms nicht?

In der Schaltung müssen ja meist 2 Body-Dioden überbrückt werden.

Vermutlich ist die Aussage des TO auf reines Lesen des DB 
zurückzuführen.

Rudi Ratlos schrieb:
> Wie wärs mit einer LED ?  entweder sie leuchtet :)
> oder eben nicht :(
>
> Ginge das ?

Und inwieweit ist das ein Verpolungsschutz?

verpolt schrieb:
> Und inwieweit ist das ein Verpolungsschutz?

Wenn das verpolt ist, fließt kein Strom durch die LED in die Schaltung. 
Und wenn richtig gepolt, dann leuchtet sie und das Gerät funktioniert. 
Baut man sie nach dem Power-Schalter ein, hat man gleichzeitig eine 
Status-LED und eigentlich auch eine "Batterieanzeige"´, weil eine weisse 
LED bei 3V sicher stärker leuchtet als bei 2,4V.

Oder was spräche dagegen ?  das war/wäre meine Frage.

Sonst probier ich das wie immer 'auf eigene Verantwortung' mal  aus.

Εrnst B. schrieb:
> Die Schaltung hinter der LED braucht 2.4V. Die LED auch. Beides addiert
> sich.

Die LED wird (hier) aber nur -spannungsgesteuert- betrieben !

> Und die Vf der LED ist auch noch stark Temperatur- und Stromabhängig.
Das würde sich in Grenzen halten. Die Vf würde dann zum autom. 
Abschalten der Stromzufuhr führen.

Damit ist die Frage beantwortet. Danke. Ich werde das aber doch mal 
ausprobieren, habe jetzt keine Schaltung da herumliegen mit 3V .

Mohandes H. schrieb:
> Ganz schlechte Idee. Du verlässt dich also auf den Innenwiderstand der
> Batterie? Oder, falls zu niedrig, leuchtet die LED nur 1 Mal und dann
> ade LED!

a) weiße LED ~3,2V Norm. Vf etwa 2V-min oder 2,2V?
Also Vf auch wie ein 'Akku-Tiefentladeschutz' funktionierte.

b) Bei Unterspannung fließt sowieso deutlich weniger Strom. Womit sich 
die LED deutlich weniger erwärmt, was zu keiner stromflußnennenswerten 
Temperaturerhöhung führt, und damit der Stromfluß konstant bleibt .

c) Die weisse LED wird selbst bei 3,0V nicht überlastet, und schaltet 
bei ~2,2V "ab" ,da die Durchlaßspannung nicht mehr erreicht wird . Und 
dazwischen leuchtet sie -je nach Batteriespannung- eben stärker oder 
schwächer.

Ich denke mir, daß das tatsächlich so gehen  k ö n n t e .
Is ja doch nur eine Diode.
Weshalb ich das mal probieren möchte.

Εrnst B. schrieb:
> Zeichne mal einen Schaltplan, wie du dir das denkst.

Du hängst nach dem Schalter die LED in Serie zur Schaltung rein.
Als 'normale' DIODE . Ohne weitere Bauteile.

Über rein spannungsgesteuerte LED gibts ja ausführliche Threads (mit 
mir).
Ich mache ja kein Hehl aus meinen elektron. Trial&Error-Kenntnissen.

Mohandes H. schrieb:
>(Warum nicht einfach eine grüne oder rote mit Vorwiderstand?)

Durch einen Widerstand fließt immer nur -derselbe Strom.
und Durch eine LED fließt bei konstanter LED-Temperatur auch  immer 
derselbe Strom.
Und welche LED-Farbe man genau nimmt, hängt von der Durchlaßspannung, 
also hier der Batterieabschaltspannung,  ab . Ich würde hier eine Weisse 
nehmen.

Offenbar geht es um einen ESP8266 oder einen ESP32. Die kann man beide 
nur an LiFePO4 Akku direkt betreiben. Ansonsten sind Spannungsregler 
nötig.

Rudi Ratlos schrieb:
> Eigentlich:  Status-Schutz-LE-Diode !
>
> Oder was spricht dagegen, hab nix zum Ausprobieren auf die Schnelle .

Solange Du Dich nicht festlegst, wie Du die LED einbauen willst (statt 
Verpolschutz-Diode in Reihe, parallel zur Schaltung) und nur vage 
bleibst, sind Deine Ausführungen nur nervig. Nichts davon ergibt Sinn 
(Schalter, Strom bei 2,4V, ... "Status-Schutz-LE-Diode")

A. S. schrieb:
> Solange Du Dich nicht festlegst,

Ich habe ja alles genau beschrieben, wie wo und warum

Εrnst B. schrieb:
> Also musst du doch die Batteriespannung um die Vf deiner LED erhöhen,
> ==> 2 Fächer mehr.

Wenn das aber so ist, ist meine Idee Essig. Weil die Spannungen nicht 
mehr passen. Aber zwei Batterien mehr wären auch doppelte Kapazität.
Ich weiß wohl, daß zwei LED in Serie die doppelte Spannung erfordern, 
und zwei parallele den doppelten Strom, weiß abwer nicht, ob das auch 
auf eine Schaltung zutrifft. Das wollte ich ausprobieren. Kost ja nicht 
viel..

Aber mittlerweile kann ich meine Mini-Car-Amps mit Kopfhöreranschlüssen 
ausstatten. Da weiß auch keiner , wie genau das funzt mit den Trafos. 
Alle gscheit redn, ich lieber ausprobieren .

Rudi Ratlos schrieb:
> Ich weiß wohl, daß zwei LED in Serie die doppelte Spannung erfordern,
> und zwei parallele den doppelten Strom, weiß aber nicht, ob das auch
> auf eine Schaltung zutrifft.

Natürlich trifft das auf eine Schaltung zu. Wenn es keine Schaltung 
wäre, würde gar kein Strom fließen.

Rudi Ratlos schrieb:
> Ich habe ja alles genau beschrieben, wie wo und warum

aber nicht hier im Thread.

Bist Du der TO (der sich nicht einmal gemeldet hat) oder hast Du einen 
anderen Thread, wo Deine Schaltung erklärt wird?

A. S. schrieb:
> aber nicht hier im Thread.

Drückst im Browser auf 'Suchen' : "Rudi Ratlos" kannst rauf-runter alles 
nachlesen.
> Bist Du der TO (der sich nicht einmal gemeldet hat)
Warum soll ich der TO sein?
Oder sprichst du von dessen "Schaltung"  ?
Ich weiß nicht, was sich dahinter verbirgt .

> oder hast Du einen anderen Thread,
den? zB
Beitrag "Re: Eingangswiderstände Audio"


Weißt ich halte nichts davon, mittels drei dutzend Alias
mir die Finger wundzuschreiben. Ich lese nämlich öfters meine eigenen 
Beiträge nach. Aber wie soll ich das machen, wenn ich nicht weiß, wie 
ich heiß´ ?
Hoffe, das Problem ist geklärt.

Oft werden Batteriekästen aus schwarzem Spritzguss gefertigt. Die 
Bezeichnungen für Plus und Minus sind da meist hineingearbeitet
und deshalb schlecht zu erkennen. Deshalb markiere ich hier den
Pluspol mit einem roten Farbklecks. Bisher kam es so gut wie nie
zu Verwechslungen.

Mani W. schrieb:
> Lieber Rudi!
>
> Schreib doch mal ein Buch, ich wüsste schon einen Titel dafür:
>
> RUDIS Elektronischer Blödsinn und Anwendungsfälle für alle
> Lebenslagen!
>
> PS: Schlaumaier (Schlauschlumpf) und Michael(Gast) unterstützen Dich
>     sicher
>     gerne bei Deinem PESTSELLER

Ganz wichtig wäre das Kapitel über KI - Kümmerliche Intelligenz...

Stored B. schrieb:
> Was spricht eigentlich gegen diese Idee?

Es ist egal, ob GND oder Plus. Nur wenn das mit anderen verbunden ist, 
ist die Konvention, GNDs direkt zu verbinden und plus (ab)zuschalten. 
Spielt für Batterie-verpolschutz aber keine Rolle

Rudi... dat mit der LED, also dat jeht nisch.

Nimm nen PMOS. Mache ich auch immer so. Die einzig gute Lösung gegen 
Verpolschutz. Musst aber einen nehmen, der schon bei 1.5V gut leitet. Da 
gibts nicht viele.

Ich habe dir mal einen rausgesucht.

https://www.digikey.ch/de/products/detail/onsemi/NTGS1135PT1G/1973731

47mOhm bei 1.5V

A. S. schrieb:
> Welche Schaltung verträgt denn 0,4V verpolt für ein paar ms nicht?
> Vermutlich ist die Aussage des TO auf reines Lesen des DB
> zurückzuführen.

So ist es. Bei den Absolute Maximum Ratings des ICs steht -0.3V.
Und absolut heißt absolut.

Thorsten S. schrieb:
> Eine Zelle mehr, also drei, und ein Schaltregler-IC mit niedrigem
> Ruhestrom, auf 2,4V wäre eine Möglichkeit. Diese ICs gibts soger mit
> integriertem Verpolungsschutz für den Eingang, das wären gleich zwei
> Fliegen mit einer Klappe. :)
> Und mit einer konfigurierbaren Unterspannungsabschaltung auf 3V, die man
> nur für Akkubetrieb aktiviert, hätte man dann ein robustes Design, das
> NiMh Akkus nicht mordet und Primärzellen zu 9ü% nutzen kann.

Das wäre natürlich optimal. Am besten noch mit Einzelzellenüberwachung 
und einstellbarer Strombegrenzung. Wer schüttelt das mal eben aus dem 
Ärmel und für welchen Betrag?

Alles, was ich bisher sah, funktioniert nur bei höherer Spannung, incl. 
dem FET in der Plus oder Minusleitung. Das gleiche Problem besteht beim 
Abschalten der Ausgangsspannung, 2V am Gate sind stets zu wenig. Und 
wenn ich die Abschaltung mit einem Transistor mache, sickert 24/7 der 
Basisstrom. Für Batteriebetrieb nicht so der Hit. Ein Darlington ist 
hier auch keine Lösung, weil dann 0.7V der Ausgangsspannung fehlen.

Noch was: Die Akkus sollen auf der Platine verbleiben, wenn man den 
Verbraucher absteckt und einen Ein/Aus Schalter soll es nicht geben. Das 
sollte der Schaltregler dann auch erkennen und in den Sleep-Mode 
schalten. Und beim Anstecken der Last natürlich wieder aufwachen.

Bauform B. schrieb:
> Es gibt auch vernünftige Batteriehalter.

DAS wäre mal eine simple und gute Lösung.
War mit nicht bekannt, dass es solche Batteriehalter gibt.

Christian M. schrieb:
> Bei den Absolute Maximum Ratings des ICs steht -0.3V.
> Und absolut heißt absolut.

Ergänzend zu Ernst Bs Ausführung, die einleuchtend ist:

Schau, wo die -0,3V gelten. Meist z.B. ein Pin bezogen auf GND. Dreh 
Deinen Schaltplan entsprechend um und überlege Dir, was beim Verpolen 
(und Begrenzung auf 0,34V durch die Shottky-Diode) wo anliegt. Meist 
sind entweder 2 Dioden im Pfad (also) oder ein Widerstand, der den Strom 
(und dadurch auch die Spg) auf zulässige Werte beschränkt.

So eine Parallel-Diode ist billig und gut als Verpolschutz. Eingesetzt 
wird es trotzdem nur selten, da es für den Kunden ärgerlich ist, 
Batterie oder Sicherung danach zu ersetzen.

Jan schrieb:
> Rudi... dat mit der LED, also dat jeht nisch.

Ja, leider. Die Idee find ich aber trotzdem gut

@TO
Warum nicht mit einem Passtück?
Ein 1 mm starkes Plastik, mit Loch für den Pluspol zwischen dem Pluspol 
der Batterie und dem Kontakt des Sockels. Sollte die Batterie/Akku 
verkehrt rum eingesetzt werden, dann geht nix.

Man spart Bauteile, und Spannungsabfall.

Bauform B. schrieb:
> Hat die Diode bei dem Strom noch 0.34V?

Ja. Du unterschätzt den Widerstand der Sicherung.

Thomas O. schrieb:
> die flache Seite der
> Batterie würde durch die Abstandshalter keinen Kontakt bekommen.

Habe ich 3 Nachrichten bereits vorgeschlagen.
Lesen hilft.

Die ideale Lösung wurde bereits viel weiter oben vorgeschlagen. Ein 
NMOS-logic-level in die Rückleitung ist vollkommen ausreichend und 
verschluckt kaum etwas.