Hallo, ich habe ein kleines Problem, wo mir gerade die Ideen fehlen. Für meinen Mikrocontroller wird die Spannung (5V) über einen Schaltregler (500kHz) erzeugt. Über die 5V müssen noch andere Teile versorgt werden, daher ist es ein Schaltregler geworden. Die Eingangsspannung kann von 24 bis 42 Volt variieren. Außerdem befinden sich einige ziemlich große Kondensatoren vor und hinter dem Schaltregler, die quasi einen Energiespeicher darstellen sollen. Auf diese kann ich leider nicht verzichten. Nun möchte ich natürlich nicht, dass die Kondensatoren direkt mit voller Power geladen werden. Also habe ich einen Widerstand (Thermistor) vorgeschalten. Der ist natürlich nach dem Aufladen der Kondensatoren nur noch störend. Daher würde ich diesen gern überbrücken, sobald sich die Spannung am Ausgang des Schaltreglers weitestgehend aufgebaut hat. Der Widerstand soll dann möglichst gegen 0 gehen. Als erstes habe ich an einen n-Kanal-FET gedacht. Nehme ich aber einen selbstsperrenden, brauche ich am Gate ja eine Spannung, die wenigstens 7 Volt höher ist als die anliegende Versorgungsspannung. Da weiß ich nicht so genau, wie ich die erzeugen soll. (Mit Ladungspumpen kenne ich mich nicht so richtig aus und dies würde ich gern vermeiden. Fragt bitte nicht warum. Ich habe irgendwie kein gutes Gefühl dabei. ;) ) Bei einem selbstleitenden n-FET wüsste ich irgendwie auch nicht so richtig, wie ich den korrekt betreiben müsste, um ihn hier einzusetzen. Auf Relais würde ich nach Möglichkeit auch verzichten. Hättet ihr noch irgendeine Idee, wie ich noch an diese Sache herangehen könnte? Gibt es hierfür eventuell schon fertige Schaltungen und (wenn ja) unter welcher Bezeichnung kann ich sowas finden. Vielen Dank. Schöne GRüße aeson
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Nimm einen P-FET, der läßt sich ohne Hilfsspannung einschalten. Nimm einen Schaltregler mit soft start.
Hallo Helge, danke für die Antwort. Das mit dem p-fet überlege ich mir dann morgen mal, wie das funktionieren kann. Ich bin doch recht neu in diesem Bereich ;) Der Schaltregler hat einen Softstart. Aber der bringt mir ja nur etwas für die Kondensatoren hinter dem Schaltregler. Die Kondensatoren vor dem Regler sind das Problem. Daher muss da noch irgendwas davor. Ich dachte halt bisher, dass es hierfür bereits einen passenden IC gibt. Schließlich ist das ja ein häufig auftretendes Problem... dachte ich. Vielleicht hat ja noch jemand eine Idee, bzw. hat schon mal mit sowas gearbeitet.?!
Es gibt dutzende Schaltungen, die einfach dann, wenn die Ausgangsspannung da ist ein Überbrückungsrelais für den Reihenwiderstand, mit just dieser Spannung, einschalten. Diese sollte jemand, der mit Schaltnetzteilen hantiert, wohl aus dem Kopf hinbekommen. Stichwort: Zehnerdiode zum Erkennen der Ausgangsspannungshöhe. Ich würde, wie in kommerziellen Schaltnetzteilen heute üblich, einen NTC vorschalten. Sieh' Dir mal deren Datenblätter an.
Holger B. schrieb: > Für meinen Mikrocontroller wird die Spannung (5V) über einen > Schaltregler (500kHz) erzeugt. [...] > Die Eingangsspannung kann von 24 bis 42 Volt variieren. Du hast also einen Buck-Wandler von 24-42V runter auf 5V. Im Gegensatz zu z.B. normalen Boost-Wandlern kann der Buck-Wandler mit seinem P-Fet immer den Stromfluss sperren und damit auf einen bestimmten Strom begrenzen. Du nimmst also am besten einen Buck-Wandler der genau so eine Funktion schon eingebaut hat. Das Stichwort dafür wäre "Current-Mode". Das ist zwar eigentlich eine spezielle Regeltechnik, die hat aber als Nebeneffekt eben auch noch die Strombegrenzung. Eine solche Strombegrenzung greift nicht nur beim Einschalten, sondern z.B. auch bei einem evtl. Kurzschluss Deiner Schaltung. Und im normalen Betrieb erzeugt sie keinen extra Verlust.
Danke noch einmal für die Antworten. @Amateur: Der vorgeschaltete Thermistor, von dem ich oben gesprochen habe, ist natürlich ein NTC. Aber den möchte ich halt gern überbrücken, sobald die Schaltung hochgefahren ist. @Gerd E.: Wenn ich das richtig verstehe begrenzt der Buck-Wandler ja aber so auch wieder nur seinen eigenen Strom, nicht den der Kondensatoren, die an der Eingangsspannung des Schaltreglers hängen, oder? Sorry, falls die Frage dumm ist, aber ich bin in diesem Bereich doch recht neu unterwegs. Bis jetzt habe ich mir um solche Dinge keine großen Gedanken machen müssen, sondern habe den Schaltregler einfach seine Arbeit machen lassen ;)
Holger B. schrieb: > einige ziemlich große Kondensatoren vor und hinter dem > Schaltregler Wie groß ist "ziemlich groß"? mit welchem Strom (Dauerstrom, nicht die Einschaltspitze) rechnest du? u.U. tut eine stinknormale Drossel schon gute Dienste, die hat nebenbei noch den Vorteil dass du den Ripple-Strom von der Versorgung fernhältst. Übrigens sollten du die Kondensatoren hinter dem Regler nicht übertrieben groß machen. "Viel hilft viel" kann hier ins Gegenteil umschlagen, wenns dir die Regeleigenschaften stört... lieber kleiner und dafür qualitiativ hochwertig (niedriger ESR) und gut gelayoutet.
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Hallo Michael, die Kondensatoren vor dem Schaltregler sind insgesamt sowas um die 3,5 mF. Dahinter sind es nochmal ähnlich viel. Das Problem ist, dass ich diese als Speicher brauche, um den Mikrocontroller nach einem Stromausfall noch kurzzeitig am Leben zu erhalten. Die Kondensatoren vor dem Schaltregler brauche ich, damit ich den Spannungsabfall ausreichend frühzeitig erkenne. Die Kondensatoren sind alles LESR. Ich habe bereits zwei Drosseln vorgeschaltet. Die reichen jedoch nicht aus, um das langsame Hochfahren zu realisieren. Mein Schaltregler ist der LM22679. Auf Dauer rechne ich mit etwa einem halben Amper Eingangsstrom. Kann aber auch ab und zu mal etwas mehr werden, aber nicht viel... Vielleicht 0,6.
Vielleicht liege ich falsch, oder du hast dich verschrieben, aber 3.5mF sind 3500uF, das ist jetzt nicht so übertrieben viel. Was ist denn deine Spannungsquelle, welchen Innenwiderstand hat die, dass du dir da so große Sorgen machst?
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Hm, ok... Also, für mich ist das schon viel. Bin ich aus meiner Bastlerzeit nicht so gewöhnt. Die Quelle ist halt leider nicht so genau definiert. Ich kenne nur den ungefähren Spannungsbereich. Daher möchte ich auf alle Eventualitäten vorbereitet sein. (Ich weiß... Klingt doof... Finde ich auch. :/ ) Ich habe mir jetzt mal was überlegt. (siehe Bild) Das müsste doch funktionieren, oder? Müssten da vor die Transistoren noch Widerstände zur Strombegrenzung? Danke.
Ich würde mal die Anforderung überdenken: Soll die gesamte Schaltung einen kurzen Ausfall der Versorgung "überleben", oder nur der uC? Falls zweiteres, könntest die C's "normal" und ungefährlich dimensionieren, nur dem uC mit seinem geringen Stromverbrauch spezielle Puffer spendieren. Diese lägen dann auch hinter dem Schaltregler, und sind damit eh schon über dessen Soft-Start "abgefedert". Im einfachsten Fall über ein paar Dioden trennen, damit kein Strom vom uC-Puffer zu den anderen Verbrauchern zurückfließen kann.
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So sparst du dir noch einen Transistor ein, und die Ströme im Steuerkreis werden begrenzt ;)
OMG, bin ich doof... Daran den Transistor unter den Spannungsteiler zu setzen habe ich echt nicht gedacht. Dabei ist das so einfach... Vielen Dank. Das hat mir wirklich sehr geholfen. :)
Sie sollten sich Ihre Anforderungen noch mal genau anschauen. Mir stellen sich hier einige Fragen: -> Wieso wird die gesamte Schaltung überhaupt ständig/häufig/regelmäßig von der Versorgung getrennt, so dass die Primärkondensatoren bzw. deren Ladestrom ein Problem darstellen? Was hängt denn vor den Primär- kondensatoren, das Probleme mit dem Ladestrom hat? -> Kann man das Problem mit dem Aufrechterhalten der Betriebsspannung des µCs nicht eleganter lösen? Dann braucht man auch keine "großen" Pufferkondensatoren mehr. => Man wird so oder so irgendwelche Primärkondensatoren haben, die einen gewissen Peak-Ladestrom erzeugen, wo ist denn bei Ihnen die erlaubte Grenze? Welche Funktion muss denn noch bei Spannungsabfall für eine gewisse Zeit gewährleistet sein? Haben Sie sich hier genau ausgerechnet, wie groß die Pufferkondensatoren sein müssen, um die von Ihnen gewünschte Zeit puffer zu können? Was machen Sie, wenn die Elkos über Lebensdauer an Kapazität verlieren? Wie wollen Sie dann die Funktion noch gewährleisten? Sowas setzt man genau aus diesem Grund so nicht um.
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