Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromversorgung zwischen zwei Quellen wählen


von Jakob A. (jakobi)


Lesenswert?

Hallo Zusammen,
ich möchte eine Schaltung mit jeweils einem USB- und einem 
Baterrieanschluss bauen. Dabei soll die Spannung des USB Anschlusses 
bevorzugt abgegriffen werden. D.h. wenn Batterie und USB angeschlossen 
sind, soll die USB Spannung genommen und die Baterrie "abgeklemmt" 
werden.

Das Ganze soll ohne manuelle oder mechanische Schalter erfolgen, sondern 
am besten mit einer der beiden Spannungen als Signal. Also einen elektr. 
Schalter, der zwischen zwei Anschlüssen wählen soll.

Gibt es hierfür eine Standardschaltung oder IC, das ich nehmen könnte?

Danke und VG
Jakob

: Verschoben durch Admin
von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Welche Spannung liefert denn deine Batterie? Eventuell tut es ja schon 
eine Diode.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?


von Jakob A. (jakobi)


Lesenswert?

Die Batterie soll 4,1V liefern.
Wie funktioniert das mit der Diode?

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Wieviel Strom (max) / Spannung (min) benötigt denn die Schaltung?

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Jakob Amann schrieb:
> Die Batterie soll 4,1V liefern.
> Wie funktioniert das mit der Diode?

und welche Spannung braucht die Schaltung?

Wenn sie mit 3.8V auskommt, einfach 2 Dioden verwenden. Da USB ja 5V 
liefert hat dieser Eingang vorrang

USB -> DIODE ->
                -- schaltung
BAT -> DIODE ->

von Jakob A. (jakobi)


Lesenswert?

Die Schaltung soll mit 3,3V betrieben werden. Also auf der einen Seite 
5V (USB) und 4,1V (Batterie). Diese treffen sich (nach 
Spannungsanpassung) an einem Knoten treffen.

Und sobald der USB angeschlossen ist, soll die Batterie gekappt werden, 
damit sie sich nicht unnötig entlädt. Ich dachte da an eine Transistor 
Schlatung wie von dir Falk (Danke, bin gerade am schauen, ob das soweit 
funzt :-)

Eine Frage zu den Dioden. Haben sie nur den Zweck, den Stromfluss in 
Richtung Quelle zu stoppen, oder ist da noch was?

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Jakob Amann schrieb:
> Eine Frage zu den Dioden. Haben sie nur den Zweck, den Stromfluss in
> Richtung Quelle zu stoppen

Ja, das ist der Sinn.
Allerdings fällt über eine Diode immer etwas Spannung ab (bei eine 
Schottky ca. 0.3V), daher ist die Lösung mit dem Transistor eleganter.
Gerade bei der Batterie möchte man unnötige Verluste vermeiden.

von user (Gast)


Lesenswert?

Wenn ein linear Regler verwendet wird, ist der Spannungsabfall über die 
Diode egal

von N. M. (nidal_mus)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Experten,

ich habe eine Platine, die max. 200 mA zieht, da der Strom, wo sie 
verwendet wird, ab und zu ausfällt (bis 6 Stunden am Tag), muss sie von 
2 Spannungsquellen versorgt werden, integrierter Netzteil oder 9V 
Batterie. Die Priorität ist natürlich für die Spannung vom Netzteil.
meine Idee für eine Lösung ist wie im Bild dargestellt. (siehe Anhang)
Was hält Ihr davon aus?
Die einzige Nachteile, die ich herausgefunden habe, wäre, dass der 
Spannungsregler 78L05 am Eingang min. 7 VDC braucht.
Habt Ihr andere Lösung? Die Schaltung von Falk Brunner hat mir gefallen, 
welche Tr-Nummer würdet Ihr für meine Anwendung vorschlagen?

Vielen Dank im Voraus!

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Wie user (Gast) im letzten bisherigen Beitrag dieses Threads richtig 
angemerkt hat, ist es beim Einsatz eines nachgeschalteten LDOs 
unerheblich, ob du eine Diode oder einen FET verwendest.
Im Falle der Diode wird eben etwas Leistung in der Diode verbraten, die 
ansonsten im LDO vernichtet wird.

Wenn du Schottkys nimmst, fällt gerade mal ca. 0.3V an der Diode ab, 
dein LDO bekommt also noch locker 8.7V.
Und 0.2A * 0.3V = 60mW hält auch so gut wie jede Diode aus.

: Bearbeitet durch User
von Jens (Gast)


Lesenswert?

7V sind beim 7805 schon etwas knapp, 8V besser. Es gibt aber auch so 
genannte Low drop-Regler (LDO), die brauchen nur ca. 0,8V mehr 
Eingangsspannung.

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Vielleicht wäre aber eine normale Diode sogar besser, denn Schottkys 
haben eine relativ hohe Reverse-Leakage.
Selbst mit 0.7V drop bist du noch bei 8.3V am LDO.

von N. M. (nidal_mus)


Lesenswert?

vielen Dank für eure hilfreiche Beiträge!

was ich von LDOs noch nicht gut verstanden habe, ist die Einstellung der 
Ausgangsspannung

auf die Datenblätter des MCP1755S steht:
Input Operating Voltage VIN 3.6 — 16.0V Output Voltage Operating Range 
VOUT-RANGE 1.8 — 5.5V.

wie kann ich dann auswählen zw. 3,3v oder 5v, haben die Werte von C_in 
und C_out wichtige Rolle in diesem Sinn?
ich muss vielleicht noch viel mehr lesen, aber ich wollte trotzdem 
fragen, vielleicht kann ich mit euch eine bisschen Zeit sparen :-)

Grüße

von GeGe (Gast)


Lesenswert?

N. M. schrieb:
> wie kann ich dann auswählen zw. 3,3v oder 5v, haben die Werte von C_in
> und C_out wichtige Rolle in diesem Sinn?

Die haben unterschiedliche Bestellnummern und auf den Teilen sind dafür 
auch unterschiedliche Marking-Codes aufgedruckt.
Seite 25 vom Datenblatt gibt da Aufschluß.

von GeGe (Gast)


Lesenswert?

N. M. schrieb:
> Die Priorität ist natürlich für die Spannung vom Netzteil.
> meine Idee für eine Lösung ist wie im Bild dargestellt. (siehe Anhang)
> Was hält Ihr davon aus?
> Die einzige Nachteile, die ich herausgefunden habe, wäre, dass der
> Spannungsregler 78L05 am Eingang min. 7 VDC braucht.
> Habt Ihr andere Lösung?

Wenn sowohl vom DC-Netzteil 9V und auch von der 9V-Batterie über Dioden 
enkoppelt wird ist der Hauplieferant der Energie eben derjenige der 
gerade ein paar Millivolt stärker ist.
Hier sollte man dann schon dafür sorgen, daß nicht die Batterie erstmal 
leer sein wird, bevor das Netzteil einspringt.
Am Einfachsten für die Batterie eine zweite Diode vorsehen oder eine 
Silizium-Variante verwenden.

von Gerald M. (gerald_m17)


Lesenswert?

Für 90Cent macht man sich darüber keine Gedanken: 
http://www.ti.com/product/TPS2110

von TotalVerwirrt (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Habe gerade die Schaltung aus dem Beitrag

https://www.mikrocontroller.net/topic/goto_post/591483

mal simuliert und wundere mich das beide Varianten funktionieren, einmal 
Drain an Batterie, einmal Source an Batterie…

Vielleicht könnte das mal jemand kurz erklären warum das so ist und 
warum die Spannungskurven unterschiedlich sind. Danke!

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Die Variante "+cpu2" funktioniert so natürlich nicht.
Die Body-Diode vom M2, die in deinem Spice Symbol nicht zu sehen ist, 
sorgt dafür, dass du dir die Batterie schön mit 4.3V auflädst.
Daher bricht auch die Spannung an +cpu2 runter.
Guck dir mal den Strom an, der durch M2 fließt (Source oder Drain) - 
oder durch D2 - du wirst staunen...

Bei "+cpu" hingegen siehst du, dass die Batterie trotz abgeschaltetem M1 
die Schaltung über die Body-Diode von M1 versorgt.
Hier muss sichergestellt sein, dass diese das auch aushält, ansonsten 
wäre eine weitere (stärkere) Diode zum Überbrücken des Fets gut.

: Bearbeitet durch User
von Thomas F. (tf1973)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Diese Schaltung ist vom "Microchip MCP2515 CAN Demo Board". Hier wird 
die USB-Versorgung abgeschaltet sobald ein externes Netzteil angesteckt 
ist. R22 und R23 führen zu µC Pins, können somit weggelassen werden. Du 
mußt in dem Fall deine Batterie anstelle der USB-Stromversorgung 
anschließen, dann sollte es passen :-)

Thomas

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Thomas F. schrieb:
> Du
> mußt in dem Fall deine Batterie anstelle der USB-Stromversorgung
> anschließen, dann sollte es passen :-)

Naja, also der Vorteil des geringen Widerstandes des FET wird dann durch 
DS1 wieder genommen.

TO hat ja den Vorteil, dass die Spannung der externen Versorgung höher 
ist, als die Batteriespannung.
Insofern ist die Schaltung für "+cpu" ja ganz passend.
Man muss eben den FET so wählen, dass die Body-Diode den 
Umschaltzeitpunkt überlebt. Denn während die externe Versorgung zwar 
hoch genug ist den FET abzuschalten, aber noch nicht höher als die 
Batteriespannung ist (zu sehen zwischen 1.5V und 3.7V), geschieht die 
Versorgung über die Body-Diode - was ja auch ganz schön ist, denn so 
gibt es keinen Aussetzer.
Sollte die Body-Diode zu schwach sein, kann man wie gesagt eine 2. Diode 
(mit geringer Reverse-Leakage) parallel zum FET setzen, um die 
Body-Diode beim Umschalten zu entlasten.

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.