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Hallo zusammen, ich muss leider auch mal bezüglich eines altbewährte Themas nachfragen: Wie kann ich sicher die Batteriespannung für meine Schaltung verwenden, ohne dass mir etwas abraucht. Zusätzlich geht es mir aber auch darum, dass ganze möglichst effizient zu gestalten. Die Ruhestromaufnahme soll das Hauptaugenmerk sein. Die Idee ist, ein Attiny85, sowie einen CD4066BE Multiplexer, ein paar Logikgatter und schlussendlich Rückfahrkameras anzusteuern. Der Attiny85 und die Logikgatter benötigen 3.3V, für den CD4066BE und die Rückfahrkameras benötige ich "Batteriespannung" (11V). "Batteriespannung" deswegen, weil ich - zumindest für den CD4066BE - sichergehen will, dass dieser nicht durch Überspannungs Transienten einen vorzeitigen Tod stirbt. Die Rückfahrkameras sollten schon entsprechend geschützt sein, es schadet aber bestimmt nicht, diese zusätzlich abzusichern. Die 11V kommen daher, dass die Batterie unterhalb von 12V getrennt wird, gibt der Schaltregler 11V aus, gehe ich sicher, dass er immer im Betriebsbereich bleibt. Da das ganze an die Zweitbatterie angeschlossen wird, die über einen Laderegler (D250SE) an das Hauptnetz angebunden ist (KEIN Trennrelais), gehe ich zwar davon aus, dass ich mich nicht mit den üblicherweise auftretenden Load Dumps, Transient und was es noch so alles gibt, rumschlagen muss, bin mir aber diesbezüglich nicht sicher und würde deswegen auf Nummer sicher gehen und die Schaltung entsprechend auslegen. Meine Idee war, das ganze wie im Schaltplan abgebildet darzustellen. Eingangsspannung --> Sicherungen --> TVS 33V (Überspannungsschutz) --> Schottky Diode (Verpolungsschutz) --> LDO Regler (TPS7B8601QDDARQ1: 11V und TPS7B6933DBVR: 3.3V) Zusätzlich sind noch Kapazitäten entsprechend der Empfehlungen der LDO Regler geplant, die - so hoffe ich mir - zusätzlich auch noch Überspannungstransienten rausfiltern können. Die LDO Regler können am Eingang Spannungen bis zu 40V ab, damit sollte die Schaltung meiner Meinung nach geeignet sein. Gibt es Einwände? Zusätzlich frage ich mich, ob die Sicherungen am Anfang Sinn ergeben, bzw. wo ich Sicherungen in zusätzlichen Abschnitten der Schaltung einplanen sollte? (Es sind aktuell zwei eingezeichnet, da ich noch nicht weiß welche Variante ich nehme, falls überhaupt) Und wie bereits anfangs erwähnt soll das ganze auf einen möglichst niedrigen Ruhestrom optimiert werden. Der 11V Regler wird nur bei Bedarf zugeschalten, der 3.3V Regler versorgt den Attiny und Logik und wird daher dauerhaft an sein. Ich rechne mit einem Ruhestrom von < 20uA. Ich hab mich dennoch für einen LDO entschieden, da die Effizienz von Schaltreglern bei derart kleinen Strömen meines Wissens nach extrem schlecht ist, ist die Annahme richtig, oder würde sich ein Schaltregler besser eignen? Mit der Lösung der 11V Regelung bin ich zwar nicht hundertprozentig glücklich, ich will aber in der Lage sein, die 11V an/aus zuschalten und natürlich auch den Schutz der nachfolgenden Bauteile gewährleisten. Was besseres ist mir nicht eingefallen. Bei der Verpolungsschutzdiode bin ich mir auch noch nicht ganz sicher, aber meine Überlegungen eine "Ideal Diode IC" zu nehmen schnell wieder verworfen, weil das nur bei höheren Strömen Sinn ergibt. Ich bin für jeglichen Input dankbar, wenn meine Überlegungen allesamt nicht zielführend waren, gerne Bescheid geben! :)
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Jq schrieb: > Ich bin für jeglichen Input dankbar Der TPS7B ist direkt für automotive Spannungen wenn am Eingang 47uF abblocken und er begrenzt den Strom, du brauchst also weder Sicherung noch Transil. Kann man natürlich dazubauen, machen KFZ Hersteller aber auch nicht. Die Frage ist eher, ob 150mA für deine Kamera reichen und der TPS6B die 0.6W Verlustleistung auch bei 15V Dauereingangsspannung verheizen kann.
Ah ok, alles klar, ich hab nur immer gelesen, dass die Überspannungsspikes teilweise über 100V sein können, deswegen dachte ich ich begrenze das lieber noch mit einer TVS. Der TPS7B8601QDDARQ1, der unter anderem für die Versorgung der Rückfahrkamera zuständig ist kann 500mA, das sollte reichen, ich werde die Kamera aber nochmal messen um sicher zu gehen. Ansonsten die Überlegung, die Rückfahrkamera mit einem MOSFET zu schalten. Woher hast du die 47uF, konnte im Datenblatt nichts konkretes finden, bzw. finde ich, dass die Aussagen sich sogar teilweise widersprechen. "[...] input capacitor is not required for stability [...]" und später "The device requires an input decoupling capacitor." Oder sind 47uF Standard im Automotive Bereich? Aus dem Datenblatt: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps7b86-q1.pdf?ts=1706444677259&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F "Although an input capacitor is not required for stability, good analog design practice is to connect a capacitor from IN to GND. Some input supplies have a high impedance, thus placing the input capacitor on the input supply helps reduce the input impedance. This capacitor counteracts reactive input sources and improves transient response, input ripple, and PSRR. If the input supply has a high impedance over a large range of frequencies, several input capacitors can be used in parallel to lower the impedance over frequency. Use a higher-value capacitor if large, fast, rise-time load transients are anticipated, or if the device is located several inches from the input power source. [...] The device requires an input decoupling capacitor, the value of which depends on the application. The typical recommended value for the decoupling capacitor is 1 µF. The voltage rating must be greater than the maximum input voltage. [...] This device is designed for operation from an input voltage supply with a range between 3 V and 40 V. This input supply must be well regulated. If the input supply is located more than a few inches from the TPS7B86-Q1, add an electrolytic capacitor with a value of 22 µF and a ceramic bypass capacitor at the input.
Jq schrieb: > Ah ok, alles klar, ich hab nur immer gelesen, dass die > Überspannungsspikes teilweise über 100V sein können Ja, kann schon passieren - so sind jedenfalls die Testanforderungen für Komponenten im Kfz nach ISO 7637-2 (je nach Testlevel). Siehe Tabelle A.1 für 12V Bordnetz https://cccsolutions.eu/wp-content/uploads/2017/08/ISO-7637-22011E-STANDARD-CCC-Solutions-AB-Sweden-.pdf
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Bearbeitet durch User
Jq schrieb: > Woher hast du die 47uF Durch diese Kapazität werden die 100V Überspannungspulse die durch plötzlich unterbrochene Relaisspulen entstehen (ohne Freilaufduiode) auf unter 42V gedruckt in dem die Energie die Spule in den Kondensator umgeladen wird. Und mit anderen KFZ Widrigkeiten, wie LoadDump und Fremdstarten, kommt der Regler klar. Bei dir ist sowieso noch ein Zweitakku davor, also letztlich nicht mal das nötig.
@Rainer W. danke für den Link, ziemlich interessant. @Michael B. Alles klar, du würdest also an meiner Stelle dann die TVS, sowie die Sicherung weglassen und stattdessen nur einen 47uF Kondensator Eingangsseitig verbauen?
Jq schrieb: > und stattdessen nur einen 47uF Kondensator > Eingangsseitig verbauen? Der Aufbau wäre folgendermaßen: a) Eingang vom Fahrzeug b) Sicherung (wenn nicht die vom Fahrzeuganschluss reicht) c) Widerstand vor die Supressordiode, der so hochohmig ist, dass bei kurzen Impulsen von 42-60V nicht die Supressordiode überlastet wird und so niederohmig, dass im normalen Betrieb nur unwesentlich Spannung und Leistung abfällt. d) Supressordiode e) Kondensator f) Verpolschutzdiode g) Kondensator h) Eingang des Gerätes Wenn das Gerät bereits die Automotivforderungen an solche Spannungspaeks erfüllt, wird das alles natürlich wesentlich einfacher.
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