Moin. Folgendes soll möglich sein: In der Schaltung ist ein AVR, ein Step-Up und ein IC. Ich will gelegentlich den Step-Up einschalten, sodass dieser 3V erzeugt (siehe Ausschnitt Schaltplan). Dann würd der IC (an der 3V-Strippe) mit 3V versorgt, und dank FET3 wird der AVR auch mit 3V versorgt. Wird der Step-Up abgeschaltet, so wird der IC nicht mehr mit 3V versorgt (True-Disconnect im Step-Up) und der AVR auch nicht mehr mit 3V. Dafür bekommt der AVR aber weiterhin die Batteriespannung V_BAT. Soweit die Idee. Die FETs sind ursprünglich als Verpolschutz gedacht, habe fälschlicherweise angenommen, dass ich diese wie Dioden behandeln kann - dem ist nicht so. Ist die Spannung an Source größer als die Spannung an Drain, so leitet der FET. Also würde ich bei abgeschaltetem Step-Up auf der 3V-Schine dennoch V_BAT messen (simuliert und an Aufbau gemessen). Andersrum genauso. Wäre der Step-Up an, so lägen 3V an V_AVR an. Somit wäre Source bei FET2 höher als Drain und der FET würde ebenfalls leiten, also 3V an V_BAT legen (auch wenn ich bezweifle, dass sich die Batterie selbst laden kann :)) Hat jemand die rettende Idee? Statt der FETs Dioden zu nehmen wäre die Einfachste Lösung - das würde garantiert funktionieren - daher kam ich urspünglich auf die Idee mit den FETs ... Kann man die anders beschalten? Ggf. mit uC schalten? Wer kann diese Knobelaufgabe lösen oder zur Lösung beiragen? Danke jedenfalls für die Hilfestellungen.
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Für den Step-Up brauchts doch sowieso eine Diode? Also wird eine Diode schon mal gespart. mfg mf
Informiere dich erst mal über FETs, hier gibt es einige gute Artikel und verschiedene Suchmaschinen helfen dir gern beim schließen der Wissenslücke.
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Würde nicht ein Pullup des Gates von P-FET2 nach 3V reichen (siehe Anhang)? Dann sollte der doch sperren sobald der 3V Step-up angelaufen ist. Für die Umschaltphase brauchts eventuell ein größeres C an V_AVR, da u.U. beide FETs für kurze Zeit sperrend sind.
Guten Morgen. Danke für die vielen Rückmeldungen. @Mini Float: welcher Stelle benötige ich für den Step-Up denn eine Diode? Der Ausgang des Step-Up ist ein True-Disconnect, hängt also in der Luft wenn der Step-Up nicht aktiv ist. (Keine Ahnung wie die das technisch umgesetzt haben). Deshalb macht dem Step-Up die Spannung am Ausgang im ausgeschalteten Zustand nichts. Im eingeschalteten Zustand würde dieser bei einer höheren Ausgangsspannung einfach nicht schalten. Erst wenn die Ausgangsspannung unter den von mir eingestellten Wert sinkt schaltet dieser. Dann sollte die Diode / FET2 greifen damit die Spannung nicht Richtung V_BAT geht, sondern nur bis V_AVR. Somit bräuchte ich zumindest die Diode anstelle FET2. Da ich aber nicht will, dass am Ausgang des Step-Up (also an der 3V-Schine) im ausgeschalteten Step-Up-Zustand Spannung von V_AVR (also V_BAT) anliegt, brauche ich auch die Diode "oben" (FET3). Wo könnte ich denn eine Diode sparen? @B.A.: Danke für den Hinweis. Das habe ich selbstverständlich getan. Doch auf diese Frage keine Antwort gefunden. Soweit ich alles gelesen habe, ist meine Frage noch nicht gestellt worden - wie man mittels FETs Dioden ersetzen und in dieser Umschalt-Funktion verwenden könnte. @Jim Meba: Danke für die Idee. Leider konnte ich diese Anordnung nicht erfolgreich simulieren. Denn solange die 3V-Schine keine Spannung hat, wäre der Pull-Up von FET2 ja nicht high und würde durch den Pull-Down (1M) nach Masse gezogen werden. Also gleiche Konstelation wie zuvor. FET2 würde leitend, V_AVR würde zu V_BAT, S an FET3 ist positiver als D, FET3 leitet, Pull-Up "wirkt" und schaltet theoretisch FET2 aus. V_AVR sinkt, somit auch die Spannung auf der 3V-Schine bis FET2 wieder leitend wird usw. Es würde sich auf der 3V-Schine eine geringere Spannung einstellen, vielleicht V_BAT/2 oder so - laut Simulation. Aber die Idee ist gut. Oder konntest du diese Konstellation erfolgreich anweden? Da mir die Ideen ausgehen habe ich mich entschlossen FET3 durch eine Diode zu ersetzen. Somit habe ich bei einer guten Shotky die ich da hab nur 0,25V Abfall. Trotzdem mehr als ich eigentlich will. Wenn der Step-Up an ist, muss ich FET2 auch durch eine Diode ersetzen - da er so auch nicht funktioniert :( ... Also wieder wie am Anfang. Oder habt ihr noch weitere Ideen? Ich denke, dass dies eine interessante Fragestellung ist, wie man eine zusätzliche zuschaltbare Spannungsquelle mit so wenig wie möglich Spannungsabfall betreiben könnte.
Bitte informiere dich erstmal über die Funktion von P-FETs. Tip: Tausche Source und Drain. Die Öffnung des FETs wird durch eine negative Spannung Ugs gesteuert. Wenn die Source zum AVR zeigt, wo soll das die Differenz herkommen. http://de.wikipedia.org/wiki/Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor
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Hallo Mario, mir ist klar wie ein FET funktioniert, dass man ihn schalten kann usw.. Jedoch will ich ihn als Diode betreiben und habe ihn deshalb verkehrtherum angeschlossen. Diese Art ihn anzuschließen wird als Verpolschutz gemacht. Würde man z.B. eine Batterie falschherum anschließen, wäre Drain 0V, Gate 3V und der FET würde sperren. Wird die Batterie richtig angeschlossen, wäre Drain 3V, Gate 0V, über die BodyDiode (im Bild zu sehen) fließt etwas Strom, das reicht aus dass Source high wird, es entsteht eine GS-Spannung, der FET leitet, zack liegen 3V an Source an. Wenn du dir jetzt mein Bild oben ansiehst, dann wirst du feststellen, dass es zwei Quellen gibt. Einmal V_BAT (Batterie) und einmal 3V (vom geschaltetem Step-Up). Ist der Step-Up aus, leitet wie eben beschrieben FET2 und es gilt V_AVR = V_BAT. Somit ist Source an FET3 höher als Drain an FET3. HIER entsteht die Differenz - um deine Frage zu beantworten - und der FET3 leitet (was ich nicht will). Gleiches gilt umgekehrt, wenn der Step-Up eingeschaltet ist, dann leitet FET2 auch "nach links" (was ich auch nicht will). Ich habe auch schon versucht die FETs umzudrehen und sich gegenseitig sperren lassen usw. jedoch ohne Erfolg in den Simulationen um den gewünschten Effekt zu erreichen. Momentan verbleibe ich bei meiner Lösung mit den Dioden (SIEHE ANHANG)... diese Lösung beschreibt exakt was ich möchte, nur eben mit FETs, um (nahezu) keinen Spannungsabfall zu haben. Im Bild "gut" sieht man wie nach Zuschalten des Step-Up dieser den FET2 sperrt - Wie sich die BodyDiode auswirkt weiß ich nicht. Beim hochfahren des Step-Up würde FET2 vielleicht schon zu früh gesperrt werden und damit die Stromzufuhr für den AVR zu früh gekappt (größerer C nötig - nicht gewollt). Deshalb nächste Lösung: Im Bild "besser" habe ich meine momentane Konstellation - so soll es funktionieren. Ich hoffe, dass es jetzt deutlich ist was ich möchte und was ich mit der Schaltung erreichen wollte. Die Frage ist: Geht das überhaupt? Auf wissenschaftliche Artikel zu verweisen ohne auf die grundsätzliche Frage mit ja oder nein zu antworten zeigt mir, dass sich nicht mit der Problemstellung auseinandergesetzt wurde. Dennoch war der gute Wille zu helfen da, also Danke dafür. Ich hoffe auf weitere Vorschläge.
Was ist das für eine Batterie? Wenn das eine Lithiumzelle ist, dann belass es bei der Diode. Eine Schaltung, die wenns dumm läuft einen signifikanten Strom in die Zelle jagen könnte, ist nicht ratsam. Die nehmen übel.
Lithium Manganese Dioxide Battery ... CR2470 ... Ich kann mir trotzdem nicht vorstellen, dass die Batterie den Step-Up betreibt und sich damit selber lädt. Vor allem sinkt die Spannung der Batterie im Laufe der Zeit von 3V auf 2V. Ob der Volt Differenz für wenige Milisekunden im Worst-Case der Batterie schaden könnte? Die Batterie also sich selbst? Der Strom ist so schon durch den Step-Up begrenzt. Dann würde der Step-Up sich letztendlich selbst mit Spannung versorgen - was sicherlich auch nicht geht. Also da mache ich mir weniger Sorgen. Dennoch, danke für den Hinweis. Auch ein Aspekt der (leider) für die Diode spricht. Sollte ich jedoch ein FET irgendwie beschalten können, dass er wie eine Diode funktioniert, so würde ja nichts gegen das Ersetzen der Diode durch den FET sprechen. Allerdings glaube ich langsam, wenn man ein FET wie eine Diode nutzen könnte, gäbe es schon lange keine Dioden mehr. Deshalb spekuliere ich mal, dass es für mein Problem keine Lösung mit FETs gibt. Lasse mich liebendgern eines anderen Belehren.
WF schrieb: > Ich kann mir trotzdem nicht vorstellen, dass die Batterie den Step-Up > betreibt und sich damit selber lädt. Leg versehentlich Vbat+0,7V (z.B. 5V) an die Hauptversorgung und dir brennt die Zelle weg, weil die Bodydiode in "gut" die brav durchreicht. Abgesehen davon: Wo liegt denn der reale Vorteil? Schau dir mal die Verlaufskurve einer Lithium-Knopfzelle an. Das lohnt nicht. Bei denen geht das Licht fast schlagartig aus. Die bestenfalls 5% Lebensdauer, die du damit vielleicht gewinnst... Und wenn der AVR nicht zu alt ist, dann tut er es bis runter auf 1,8V und die Diode ist völlig irrelevant. Wenns also um die Lebensdauer geht, dann ersetze den ollen Mega8/16 durch eine aktuellere Version, statt an der Diode rumzuporkeln.
Also, zum besseren Verständnis des "Diodensparens": Hier http://sprut.de/electronic/switch/smallup/smallup.html sieht man einen gewöhnlichen Step-up-Schaltwandler. Da ist eine Diode erkennbar, die von der Spule auf den Ausgangselko führt. mfg mf
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