Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Abschaltbare Spannungsüberwachung


von Nick (Gast)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich möchte in ein Batteriebetriebenes Projekt eine abschaltbare 
Spannungsüberwachung einbauen.
Die Batteriespannung liegt bei 6V, der µC wird daraus über einen 
Linearregler mit einer Festspannung von 3,3V betrieben.
Nun habe ich mir gedacht, dass ich die 6V einfach über einen hochohmigen 
Spannungsteiler auf die interne Referenzspannung von 2,4V (bei 6V 
Batteriespannung) herunter teile und mit dem ADC messe.
Nur verbraten die Widerstände des Spannungsteilers dann ja die ganze 
Zeit Strom, auch wenn ich gerade nicht messe.
Wäre es möglich, den Spannungsteiler nur für die Messung zuzuschalten? 
Beispielsweise mit einem FET?

Nick

von Martin (Gast)


Lesenswert?

Du läst fast die Hälfte der Batterieleistung in deinem Linearregler in 
Wärme wandeln und machst dir Sorgen um den Strom durch den hochohmigen 
Spannungsteiler?

Hmmm ...

von Thomas E. (thomase)


Lesenswert?

Wie Martin schon bemerkte, sind deine Sorgen vollkommen unberechtigt. 
Auf das bisschen kommt es nicht mehr drauf an.

Verlustfreie Versorgungsspannungmessung macht man, indem man Bandgap 
gegen Vcc als Referenz misst.

mfg

PS: Ist heute eigentlich Controllerratetag?

: Bearbeitet durch User
von Max H. (hartl192)


Lesenswert?

Nick schrieb:
> Wäre es möglich, den Spannungsteiler nur für die Messung zuzuschalten?
> Beispielsweise mit einem FET?
Ja, dann musst du aber mit einem P-MOS + Pegelwandler Highside Schalten.

von Nick (Gast)


Lesenswert?

Ich hab extra einen LDO aus der TPS751-Reihe verwendet, weil der doch so 
sparsam sein soll.
Bedeutet das jetzt, dass wenn die Schaltung beispielsweise 30mA bei 3,3V 
zieht, 2,7V und 30mA am Regler verbraten werden? Das hatte ich irgendwie 
anders verstanden...

von Max H. (hartl192)


Lesenswert?

Nick schrieb:
> Ich hab extra einen LDO aus der TPS751-Reihe verwendet, weil der doch so
> sparsam sein soll.
> Bedeutet das jetzt, dass wenn die Schaltung beispielsweise 30mA bei 3,3V
> zieht, 2,7V und 30mA am Regler verbraten werden? Das hatte ich irgendwie
> anders verstanden...
Das Sparsam bezieht sich auf den Regler selbst. D.h. dass der Regler 
selbst nur wenig brauch. Mit einem Linearregler kann man von 6V -->3.3V 
einen Wirkungsrad von max. 55% erreichen, egal wie sparsam der Regler 
ist...
Der Wirkungsgrad sieht so aus:

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (thomase)


Lesenswert?

Nick schrieb:
> Ich hab extra einen LDO aus der TPS751-Reihe verwendet, weil der doch so
> sparsam sein soll.
> Bedeutet das jetzt, dass wenn die Schaltung beispielsweise 30mA bei 3,3V
> zieht, 2,7V und 30mA am Regler verbraten werden? Das hatte ich irgendwie
> anders verstanden...
Ein Linearregler ist nichts anderes als ein geregelter Vorwiderstand.

mfg.

von Nick (Gast)


Lesenswert?

Was wäre denn dann eine Sparsame alternative? Kann vielleicht jemand 
eine Empfehlung aussprechen?

von Max H. (hartl192)


Lesenswert?

Nick schrieb:
> Kann vielleicht jemand
> eine Empfehlung aussprechen?
Schaltregler (z.B. Step-Down)

Nachtrag:
Meine Formel oben ist nicht ganz richtig. P(regler) ist ein Teil von 
P(in). Richtig sollte sie so aussehen:
Für P(regler) -> 0, geht der Wirkungsgrad gegen U(out)/U(in)

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (thomase)


Lesenswert?

Nick schrieb:
> Was wäre denn dann eine Sparsame alternative? Kann vielleicht jemand
> eine Empfehlung aussprechen?
Die einfachste Möglichkeit ist, die Batteriespannung so auszulegen, daß 
sie im Toleranzbereich deiner Schaltung liegt.

mfg.

von duensch_ (Gast)


Lesenswert?

Transistor als Schalter und diesen mit einem I/O-Port bei bedarf 
schalten und Spannung am ADC einlesen.

von Max H. (hartl192)


Lesenswert?

duensch_ schrieb:
> Transistor als Schalter
Ich würde einen MOSFET nehmen, weil ein bipolarer Transistor eine 
Sättigungsspannung Vce(sat) hat, und beim MOSFET ist Vds nur vom Strom 
abhängig Vds=Id*Rds(on)

: Bearbeitet durch User
von Nick (Gast)


Lesenswert?

Thomas Eckmann schrieb
> Die einfachste Möglichkeit ist, die Batteriespannung so auszulegen, daß
> sie im Toleranzbereich deiner Schaltung liegt.
>
> mfg.

Da ich die 6V auch brauche, ist das leider nicht möglich...

Dann schaue ich mal nach einem passenden Step-Down.

von Nick (Gast)


Lesenswert?

Ist ja gar nicht so einfach, einen passenden Schaltregler zu finden... 
Kann mir jemand einen Tipp geben? Werte sind - wie oben schon 
geschrieben IN 6V, OUT am besten fest 3,3V, zur Not einstellbar, max. 
Output vielleicht 100mA... un möglichst günstig natürlich ;-)

von Max H. (hartl192)


Lesenswert?


von Nick (Gast)


Lesenswert?

Hallo nochmal,

ich habe mich nun für einen Step-Down-Regler entschieden.

Aber um noch einmal auf den Spannungsteiler zurück zu kommen:
Da ich die Eingangsspannung von 5,3V (nach Verpolungsschutz-Diode) auf 
ca. 2,4V (Referenzspannung) bringen möchte, habe ich mich für einen 
Spannungsteiler von 680kR | 560kR entschieden. Um nun den konstanten 
Stromverlust (ohne, dass gerade gemessen wird) dieses Spannungsteilers 
zu berechnen hab ich I=U/(R1+R2) => 5,3/1240000 = 4,27µAh errechnet. 
Kommt das hin, oder hab ich da irgendwo einen Bock drin?

Lg
Nick

von gnd3 (Gast)


Lesenswert?

Bock1: uA, nicht uAh

Bock2: das Teilerverhältnis ist sehr knapp. 6V ist doch die Nennspannung 
der Batterie? Wenn die neu/frisch geladen ist, wird das etwas mehr. 5 
NiMH liefern auch mal 8 Volt. Außerdem fallen an der Diode evt. nur 0.4V 
ab, wenn's warm ist. Das wären z.B. 3.4V am ADC.

Bock3: durch die Leckströme am ADC-Eingang gibt's schlecht kalkulierbare 
Fehler. Bei einem Einzelstück kann man natürlich ausprobieren, ob's 
genau genug ist und ggf. einen Widerstand ändern.

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

gnd3 schrieb:
> Bock1: uA, nicht uAh

Bock4: Nicht uA, sondern µA
:-)

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


Lesenswert?

Du solltest das Problem mal vollumfänglich beschreiben. Was soll es 
werden wenn es fertig ist?
Wie groß soll es sein?
Akkus oder Batterien?

Wofür brauchst du die 6V, Einschaltdauer, maximaler Strom, mittlerer 
Strom?
Was wird mit den 3,3V versorgt, mittlerer Stromverbrauch?

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Udo Schmitt schrieb:

> Bock4: Nicht uA, sondern µA
> :-)

Nach DIN ist es zulässig, ein "u" zu verwenden, wenn man aus
irgendwelchen Gründen kein "µ" verwenden will/kann. Nicht
zulässig sind "m" oder "y".

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.