USB-Ladeschaltung: USB-Host soll nicht rückwärts einspeisen

[Andreas F. (solipo)]

Hallo,

im obigen Schaltplan ist die USB-Buchse dafür gedacht, ein Tablet bzw. 
Handy zu laden, wenn entsprechend genügend Solarleistung vorhanden ist.

Das Laden soll zweistufig erfolgen, d.h. wenn nur wenig Leistung aus der 
Solaranlage kommt, wird mit 500mA geladen (Steuerung durch Ausgang D4), 
ist mehr vorhanden, werden die Datenleitungen vom USB-Port 
kurzgeschlossen und dann entsprechend mehr gesaugt (Steuerung durch 
Ausgang D5), ca. 2A.

Das Problem ist, ich hatte nicht bedacht, dass mein Tablet ja auch die 
USB-Host-Funktion unterstützt und somit bei Anschluss des Tablets der Q1 
leitend wird, weil am GND-Ausgang des USB-Ports dann quasi -5V anliegen.

Mit dem Handy klappt das Anschließen und Laden, mit dem Tablet eben 
nicht. Eine Diode zwischen GND vom USB-Port in Richtung Drain von Q1 zu 
legen, bringt leider nichts, zudem sinkt dann die Spannung zu weit.

Wie löst man denn so ein Problem, wie kann ich die Schaltung gegen die 
Rückwärtseinspeisung eines USB-Host-Geräts unterbinden? Fand dazu leider 
keine Infos. Bin hardwaretechnisch auch eher weniger erfahren, bitte 
daher um Nachsicht.

Danke!

[Joachim B. (jar)]

und eine Diode in die + Leitung zum USB ? verhindert Rückstrom und kann 
durch das DC/DC Modul mit höherer Spannung ausgegliceh werden, sogar 
durch Messung vom Atmel mit Steuerung des DC/DC Wandlers 12 zu 5,xx V 
der über einen Shunt sogar den abfliessenden Strom messen könnte

bin aber müde müsste noch einer mitdenken.

Messung am USB 5V kein Strom, host
Messung am USB 5V und Strom, Schaltung speist, Spannung unter 5V Meldung 
an DC/DC Wandler, mehr liefern (Strom dabei auch begucken)

[Julian B. (julinho)]

Soweit ich weiß, ist der USB-Port entweder HOST oder Device, d.h. es 
liegen nur 5V an,wenn ein Device angesteckt ist.

[Andreas F. (solipo)]

> Soweit ich weiß, ist der USB-Port entweder HOST oder Device, d.h. es
> liegen nur 5V an,wenn ein Device angesteckt ist.

Beim Tablet liegen immer 5V an, bei meinem zumindest. Man kann jederzeit 
ein OTG-Kabel anschließen, ohne erst was einschalten zu müssen.

Man muss das Ding normalerweise auch gar nicht erst überreden, zu laden, 
denn wenn ich es an einen 12V-Kfz-USB-Adapter ans Solar anschließe, lädt 
es normal, und wenn die Datenleitungen zudem kurzgeschlossen sind, lädt 
es mit 2A.

[Andreas F. (solipo)]

> und eine Diode in die + Leitung zum USB ? verhindert Rückstrom und kann
> durch das DC/DC Modul mit höherer Spannung ausgegliceh werden, sogar
> durch Messung vom Atmel mit Steuerung des DC/DC Wandlers 12 zu 5,xx V
> der über einen Shunt sogar den abfliessenden Strom messen könnte

Macht es denn einen Unterschied, ob die Diode am 5V oder GND 
angeschlossen wird? Im Versuch ändert sich jedenfalls nichts.


> bin aber müde müsste noch einer mitdenken.
>
> Messung am USB 5V kein Strom, host
> Messung am USB 5V und Strom, Schaltung speist, Spannung unter 5V Meldung
> an DC/DC Wandler, mehr liefern (Strom dabei auch begucken)

Macht das auch der Kfz-USB-Adapter oder ist der eher "dumm"?

[Julian B. (julinho)]

Andreas F. schrieb:
> Beim Tablet liegen immer 5V an,

Wenn da 5V anliegen heißt das aber nicht, dass man auch Strom einspeisen 
kann.

Die 5V werden je wahrscheinlich über eine Boost erzeugt.

[Andreas F. (solipo)]

Wie auch immer, jedenfalls speist das Tablet meine Schaltung in jedem 
Fall rückwärts, sobald ich es anschließe, was ganz schlecht ist.

Vielleicht muss man ja beide Seiten durch einen Mosfet trennen, also 
auch den 5V-Anschluss? Nur zur Klärung: Wenn Q1 sperrt, weil z.B. nicht 
genug Solarpower da ist, dann speist das Tablet nämlich rückwärts ein. 
Wenn nun beide Seiten per Mosfet abgekoppelt würden, könnte das doch 
funktionieren, oder? Ich bräuchte dann aber für die High-Side sicher 
einen P-Mosfet, was ich leider keinen da habe. Oder ist der Gedanke 
falsch?

Außerdem frage ich mich, ob hier irgendwelche Intelligenz abläuft, 
welche das Tablet überhaupt veranlasst, sich laden zu lassen. Keine 
Ahnung. Das Kfz-USB-Teil ist jedenfalls nicht sonderlich komplex 
aufgebaut und funktioniert. Im Prinzip könnte ich auch das per Mosfet 
einschalten, aber ich wollte mir das Ding eigentlich sparen.

[Jim M. (turboj)]

Andreas F. schrieb:
> Beim Tablet liegen immer 5V an, bei meinem zumindest. Man kann jederzeit
> ein OTG-Kabel anschließen, ohne erst was einschalten zu müssen.

Der Micro USB Anschluss hat dafür einen extra ID Pin, der beim OTG Kabel 
anders beschaltet ist. Dadurch kann das Tablet die 5 Volt Leitung 
automatisch umschalten.

Sonst könnte man es über den Port nicht laden.

[Andreas F. (solipo)]

Danke Jim, das ist ein wichtiger Hinweis. Ich wusste das gar nicht. Mit 
einem normalen Mikro-USB-Kabel würde ich also keine 5V am USB-Port 
messen können?

Dann heißt das ja, dass die Rückeinspeisung wahrscheinlich nur deswegen 
passiert, weil ich ein Kabel verwende, was das Tablet in den Host-Modus 
versetzt? Jetzt muss ich mir erst mal noch was basteln bzw. ein normales 
Mikro-USB-Kabel opfern, um es damit zu testen.