Spannungsteiler für Batteriemessung trennen

[Martin Hofer (Gast)]

Ich habe ein portables Gerät (4x AA Akkus) mit Stepdown-Wandler (3.3V) 
und einem ATMega. Der Spannungswandler läuft nicht dauernd sondern nur 
wenn die Schaltung aufwacht (alle paar Minuten).
Nun möchte ich die Batteriespannung überwachen. Dazu sollte der 
Spannungsteiler aber vom nicht versorgten Mikrocontroller getrennt 
werden und am besten auch noch von der Batterie, um den 
Ruhestromverbrauch zu minimieren. Extreme Genauigkeitsanforderungen habe 
ich nicht, die Spannung wird eh nur mit dem integrierten 10Bit ADC 
"geschätzt".
Wie kann ich die Trennung am sichersten durchführen?

[Martin L. (martin_l)]

Hallo Martin,

ich nutze für so etwas meistens einen Spannungsteiler und eine 
Kombination aus einem n-Kanal FET und einem p-Kanal FET.

Mit dem Spannungsteiler kann die maximale Spannungshöhe am ADC-Eingang 
eingestellt werden, den die Batteriespannung kann ja höher sein, als die 
maximal zulässige Spannung, die am PIN des eingesetzten Mikrocontrollers 
liegen darf.
Den Spannungsteiler schalte ich dann mittels eines IO-Pins des 
Mikrocontrollers und der Kombination aus n- und p-Kanal FET.

Vielleicht ist das auch eine Lösung für dich? Die Bauteilewerte müsstest 
du natürlich anpassen.

Viele Grüße
Martin

[Martin Hofer (Gast)]

Danke. Bei den kleinen FETs dürfte es aber nicht wirklich stören wenn 
ich die Gatewiderstände weglasse und den NMOS direkt mit dem 
Mikrocontroller ansteuere sowie das Gate vom PMOS direkt mit dem Drain 
vom NMOs verbinde?

[MaWin (Gast)]

Martin Hofer schrieb:
> Dazu sollte der
> Spannungsteiler aber vom nicht versorgten Mikrocontroller getrennt
> werden und am besten auch noch von der Batterie, um den
> Ruhestromverbrauch zu minimieren

Das kann man zwar machen, wenn man meinst, daß der Spannugsteiler so 
niederohmig sein muss, wie ihn der uC-Hersteller für einen A/D-Eingang 
vorschreibt (nämlich 10k bei Atmel), aber wenn man im Datenblatt weiter 
liest, dann hört man, daß man auch Megaohms verwenden kann, wenn man an 
den Eingang einen 10nF Kondenstaor nach Masse schaltet.

Begrenzend für die Höhe der Widerstandwerte ist dann der Input leakage 
current, der zumindest beim Eingang der für den Analogen Komparator 
verwendet wird bei 50nA liegt. Bei 1% Fehler kann man also 5uA durch den 
Spannungsteiler fliessen lassen, also 1.2 MOhm ansetzen. Zur 
Tiefentladeüberachung tun es sicher auch 5% oder 10%, also 12 MOhm.

Damit wird der Strom durch den Spannungsteiler geringer, als der 
Reststrom laut Datenblatt durch einen ausgeschalteten Transistor oder 
MOSFET. Ein Ausschalten macht also keinen Sinn mehr.

Zumal der Reststrom kleiner ist als der Selbstentladestrom der 
Batterien.