Spannungsmessung an LowPower-Eingang

[TomTom (Gast)]

Hallo,
folgendes Problem. Ich muss an einem RTC Baustein an einem Pin Spannung 
die Messen.
Dieser Pin ist der Backup-Baterie Pin, was bedeutet, dass dieser im 
Backup-Betrieb nur ca. 0,1 uA aufnimmt.
Will ich nun mit einem ADC-Wandler (STM32F4) die Spannung messen, wird 
dies wahrscheinlich nicht funktionieren, da der Input Strom (bzw. der 
Leakage-Strom) des Pins am Mikrocontroller deutlich (!!) größer ist, als 
der aufgenommene Strom am Baustein.
Welche Möglichkeiten gibt es, diese Spannungsmessung zu entkoppeln, dass 
kein Einfluss auf den Strom, der in den Baustein fließt genommen, wird?
Ziel ist es, wie bereits erwähnt, nur die Spannung mittels eines 
ADC-Wandlers am Pin zu messen.
Hoffe Ihr könnt mir helfen.

--------------
    RTC      |
             |
             |    0,1uA
             |-------------------------------- VBAT
             |             |
             |             |
-------------|             | ca. 1uA
                           |
                      ADC-Eingang
_____________________________________________________________________

--------------
    RTC      |
             |
             |    0,1uA
             |-------------------------------- VBAT
             |             X
             |             |
-------------|             | ca. 1uA
                           |
                      ADC-Eingang

An der Stelle X entkoppeln, damit ich den VBAT nicht zusätzlich belaste 
und die Spannung korrekt messen kann!
Meine Idee wären OPs.. aber eigenen sich diese überhaupt, wenn ja 
welche?

[Daniel V. (danvet)]

Ich habe soetwas auch schon gemacht.
Du solltest beachten, dass im ausgeschalteten Zustand die 
Batteriespannung am ADC-Eingang anliegt und dieser Strom zieht!!
Ich habe es mit einem FET gelöst, der über einen uC-Pin eingeschaltet 
wird, damit die VBAT am Pin anliegt. Sobald die Messung vorbei ist (oder 
ausgeschaltet wird), wird die Verbindung wieder gelöst.
Ansosnten ist die Batterie nach (gefühlten) 3 Tagen leer.

Daniel

[TomTom (Gast)]

genau so eine Lösung hab ich mir auch gedacht.. allerdings is der 
Leakage Strom meines Schalters 10uA groß, also 100mal so groß wie der 
Strom, den der Baustein im Backup aufnimmt. Welchen FET hast du da 
benutzt, bzw. welchen Leckstrom nimmt der Baustein bei dir im 
"aus"-Zustand auf?

[Daniel V. (danvet)]

TomTom schrieb:
> genau so eine Lösung hab ich mir auch gedacht.. allerdings is der
> Leakage Strom meines Schalters 10uA groß, also 100mal so groß wie der
> Strom, den der Baustein im Backup aufnimmt. Welchen FET hast du da
> benutzt, bzw. welchen Leckstrom nimmt der Baustein bei dir im
> "aus"-Zustand auf?

Ich kann dir das nicht genau sagen, da ich keine Unterlagen mehr darüber 
habe (Vorgängerfirma), aber es dürfte etwas in Richtung BSS138 gewesen 
sein (bzw. der P-Channel Typ dazu).

[Rumpel (Gast)]

Sofern die Versorgungsspannung immer groesser gleich als die VBat ist, 
einen MCP6541, ein Komparator mit 1pA bias. Falls die Vcc wegbricht, 
einen JFet.

[TomTom (Gast)]

Die Spannungsmessung per ADC funktioniert aber dann problemlos oder?
Nur während der Messung wird die Batterie noch zusätzlich belastet vom 
ADC. Habe ich das richtig verstanden?

Um irgendwelche Leckströme ganz auszuschließen könnte man dann nicht ein 
Reed-Relais verwenden? Dann hab ich eine sichere galvanische Trennung.
Hat jemand mit solchen Relais Erfahrung? Würde sowas in der Art 
funktionieren?

[Rumpel (Gast)]

Was soll den die Aussage der Messung sein? -> Wann Batterie wechseln? 
Oder einfach nur ein Furz.

[TomTom (Gast)]

und @Rumpel:

Wie würde das mit diesem Komparator funktionieren? Könntest du das kurz 
erklären?
Wie müsste ich den Anschließen, bzw. wie arbeitet dieser Komparator.
Die Versorgungsspannung kann immer größer gleich der Vbat garantiert 
werden.
Ein Komparator vergleicht doch nur zwei unterschiedliche Spannungen 
miteinander oder?
(Und Entschuldigung, kenn mich in der Thematik nicht wirklich gut aus)

[TomTom (Gast)]

Ich möchte zu bestimmten Zeiten die noch vorhandene Batteriespannung 
messen.
um die Baterie nicht zusätzlich zu belasten, muss ich den ADC Port von 
ihr abkoppeln und nur kurz während der Messung zusätzlich belasten. 
Meine Frage bezieht sich hauptsächlich auf das sichere abkoppeln. Wie 
realiert man so etwas am Besten ohne die Batterie durch irgendwelche 
Leckströme zu belasten?

[Kringelgast (Gast)]

Vbat einfach über einen 10 MOhm Widerstand abtasten?

--------------
    RTC      |
             |
             |    0,1uA
             |-------------+------------------ VBAT
             |             |
             |            | | R=10 MOhm
-------------|            | |
                           |
                           |
                      ADC-Eingang

[Daniel V. (danvet)]

TomTom schrieb:
> und @Rumpel:
> Die Versorgungsspannung kann immer größer gleich der Vbat garantiert
> werden.

! Eben nicht. Wenn du die ganze Kiste ausschaltest, dann ist VBat 
grösser als die Versorgungsspannung ! Jetzt musst du die VBat sicher von 
deinem uC-Pin entkoppeln, sonst saugst du die Batterie leer.

[Falk B. (falk)]

@ TomTom (Gast)

>Meine Frage bezieht sich hauptsächlich auf das sichere abkoppeln. Wie
>realiert man so etwas am Besten ohne die Batterie durch irgendwelche
>Leckströme zu belasten?

Ist doch schon mehrfach gesagt worden. Durch einen MOSFET mit geringem 
Leckstrom. BSS123, der hat bei 60V U_DS typisch 10nA Leckstrom. Real hat 
der bei deinen 3V Batteriespannung vielleicht 1-2nA, also nix.

Drain an Batterie, Source an ADC-Eingang. Gate an ein Steuerpin, dazu 
ein externer Pull-Down, 100K reichen. Damit ist der FET sicher zu, wenn 
der Controller keine Spannung hat. Kostet praktisch nix.