Guten Abend, für eine Raspi-Erweiterungsplatine (die auch ohne Raspi über USB verwendet werden kann) suche ich eine kluge Schaltung. Sowohl der Raspi (über GPIO-Header) als auch USB können +5V Betriebsspannung liefern. Normal würde ich die Spannungen per Schottky-Dioden "verodern", aber ich brauche da in etwa 2W und die Dioden würden unnötig warm werden. Weiterhin kann ein Schaltregler auf der Platine nur bis 4,5V - ich befürchte, der Spannungsabfall an den Dioden könnte stören. Es soll im Prinzip nur verhindert werden, dass die beiden +5V Eingangsspannungen irgendwie auf dem Board kurzgeschlossen werden (können). Daher die Idee mit den MOSFETs ... Leider stören aber die Bulk-Dioden des MOSFETs. Hat jemand eine Idee ohne exotische ICs verwenden zu müssen? Viele Grüße, Mampf
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Mampf F. schrieb: > Hat jemand eine Idee ohne exotische ICs verwenden zu müssen? Auf jeder Seite zwei Mosfets in Anti-Serie schalten?
bzw. gleich ein PhotoMos-Relais verwenden? Oder eben power-path-controller (LT z.B.), aber das willst du ja nicht.
Beitrag #5445311 wurde vom Autor gelöscht.
Mampf F. schrieb: > dass die beiden +5V > Eingangsspannungen irgendwie auf dem Board kurzgeschlossen werden Wenn beide Potentiale 5V haben passiert doch nichts. Vielleicht sind wir ja zu unbedarft an die Sahe rangegangen, aber beim Pi oder diversen Aruinos haben wir das USB Kabel zusätzlich zur vorhandenen Versorgungsspannung angeschlossen, ohne dass etwas kaputtgegangen ist. Aber vielleicht besser NICHT nachmachen ;-)
> diversen Aruinos haben wir das USB Kabel zusätzlich > zur vorhandenen Versorgungsspannung angeschlossen Kein Problem, denn die enthalten eine Diode.
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Mampf F. schrieb: > Leider stören aber die Bulk-Dioden > des MOSFETs. Bei Transistoren fallen die Bulk-Dioden weg, aber dafür ist jetzt leider ein Basisstrom notwendig.
Mampf F. schrieb: > Normal würde ich die Spannungen per Schottky-Dioden "verodern", aber ich > brauche da in etwa 2W und die Dioden würden unnötig warm werden. Welchen Strom willst du denn da drüber schicken? Grade mal weniger als ein halbes Ampere? Wenn du eine richtig fette Schottkydiode nimmst, dann bleibst du bei USB-üblichen Strömen unter 0,3V Drop.
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Schwingt die Transistorschaltung (egal ob MOSFET oder Bipolar) nicht, wenn man beide Spannungsversorgungen anschließt?
Stefanus F. schrieb: > Schwingt die Transistorschaltung (egal ob MOSFET oder Bipolar) nicht, > wenn man beide Spannungsversorgungen anschließt? Nicht, wenn man es richtig macht. Wenn beide Versorgungsspannungen angelegt werden, dann wird eine davon bevorzugt und die andere abgeschaltet.
Lothar M. schrieb: >.... 2W und die Dioden würden unnötig warm werden. > Welchen Strom willst du denn da drüber schicken? 2 W / 5V =400mA 400mA *0,4 V = 160mW das macht 8% Verlust. Namaste
Stefanus F. schrieb: > Schwingt die Transistorschaltung (egal ob MOSFET oder Bipolar) nicht, > wenn man beide Spannungsversorgungen anschließt? Hab' ich auch erst vermutet, dass sich die Transistoren gegenseitig schnell ein- und ausschalten. Aber in Wirklichkeit gewinnt der schnellere Transistor. Harald schrieb: > Nicht, wenn man es richtig macht. Wenn beide Versorgungsspannungen > angelegt werden, dann wird eine davon bevorzugt und die andere > abgeschaltet. Genau. Man kann durch einen kleinen Kondensator, einen der beiden Transistoren absichtlich bevorzugen.
Winfried J. schrieb: > 400mA *0,4 V = 160mW > das macht 8% Verlust. Mit den von mir avisierten 0,3V sind es dann 6%. Und dafür gibt es dann die simpelste, überlastbarste (immerhin noch knapp 40A Luft), funktionssicherste und nachvollziehbarste Schaltung...
Aus meiner Sicht reicht ein kleines Relais, das die eine Spannung (sagen wir U2) abschaltet wenn an der Relaisspule die andere Spannung (U1) anliegt und fertig ist. Wozu der Ganze andere Zauber.
Stefanus F. schrieb: > Schwingt die Transistorschaltung (egal ob MOSFET oder Bipolar) > nicht, > wenn man beide Spannungsversorgungen anschließt? nein, dann sperren beide^^ Hmm, so eine richtig überzeugende Lösung hab ich immer noch nicht gefunden ... Immerhin sagt ltspice, dass das mit antiseriellen pmosfets funktionieren würde
Nochmal ich... hier ein Relais das Dein Problem simpel und einfach löst... http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/C300/DS_HJR4102E.pdf
Was passiert, wenn man zwei Regler mit nominell gleicher Spannung am Ausgang zusammenschaltet? Ich würd mal sagen, gar nichts. Der mit der höheren Spannung liefert den Strom. Der mit der etwas niedrigeren Spannung liefert nichts, weil sein Ausgang etwas höher als seine Referenz ist. Ein Rückstrom findet nicht statt, da die Spannung an seinem Ausgang sicher kleiner ist, als die nominelle Ausgangsspannung + die Diodenspannung irgendwelcher Bodydioden, durch die ja der Rückstrom muß. Ich hab jedenfalls bisher keine Probleme mit direktem Zusammenschalten gehabt. MfG Klaus
Eigentlich benötigt man, dass es wirklich gut funktioniert noch einen OP der die Spannungen vergleicht und auch den Strom über einen Spannungsabfall mißt.
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Ach Du grüne Neune schrieb: > Bei Transistoren fallen die Bulk-Dioden weg Lothar M. schrieb: > Wenn du eine richtig fette Schottkydiode nimmst Winfried J. schrieb: > das macht 8% Verlust oh man, keiner der Poster hat je am mit dem PI gearbeitet. gerade die neueren PI2 und PI3 sind so knapp oder nennen wir es mies designed das schon 5V am orignalen Power microUSB zu Problemen führt: Blitzsymbol -> Unterspannung. Deswegen wird immer ein Netzteil mit 5,1V empfohlen, am GPIO umgeht man die Polyfuse und pro Pin sind üblicherweise nur 1A zulässig, deswegen gibt es die +5V Pins doppelt und auch mehr als einen GND. also wenn am GPIO eingespeist wird, dann besser zwei +5V und zwei GND wählen sowie eher auf 5,2V gesichert einstellen, passende Polyfuse vorschalten. also Photomos als high-side Schalter wäre mein Tipp, ggffs mit Verriegelung Vorrangsschaltung, gute Photomos können die gewünschen 2,5A mit geringstem Spannungsabfall. Kein Stino Transistor kommt unter 0,1V Uce (Ach Du grüne Neune) Keine Schottky kommt auf unter 0,1V (Lothar M.) 8% oder 6% Verlust quittiert der PI mit dem Blitzsymbol unter Vollast (Winfried J.) Wer natürlich nie alle cores ausnutzt kann mit dem PI1 das erreichen, dann klappts auch mit einem einfachen Schaltregler a la KIS1 statt RG2
Joachim B. schrieb: > gerade die neueren PI2 und PI3 sind so knapp oder nennen wir es mies > designed das schon 5V am orignalen Power microUSB zu Problemen führt Ja, kapitaler Designfehler, wenn das Ding nicht mal mit 10% Unterspannung auskommt, und man da mit mV herumknobeln muß...
Lothar M. schrieb: > Ja, kapitaler Designfehler, klingt komisch, ist aber leider traurige Realität, OK wir sind ja geduldig und passen uns an, was wollen wir auch sonst machen wenn wir das Teil nutzen wollen!
Aber wenn ich mir die Beschreibung hier so ansehe, soll die Versorgung einer anderen Platine erfolgen. Und die könnte ja etwas toleranter reagieren...
Lothar M. schrieb: > Aber wenn ich mir die Beschreibung hier so ansehe, soll die Versorgung > einer anderen Platine erfolgen wer natürlich frei ist in der Spannungsversorgung kann die ganzen Spannungsabfälle ja berücksichtigen und einpegeln, u.U. auch 5,5V aber ich würde es nachmessen und nicht übertreiben nicht das ein Ausschlag nach 5,7V den PI grillt, es gilt trotzdem TTL +5% üblicherweise = 5,25V Der PI war, ist und bleibt ein Sensibelchen, keine Schutzdioden am GPIO (wie ein AVR) keinerlei Strombegrenzung ausser die natürlichen biologischen der Ausgangstreiber, ein PI verzeiht wenig bis nichts.
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Joachim B. schrieb: > Der PI war, ist und bleibt ein Sensibelchen, keine Schutzdioden am GPIO > (wie ein AVR) keinerlei Strombegrenzung ausser die natürlichen > biologischen der Ausgangstreiber, ein PI verzeiht wenig bis nichts. Und trotzdem hab zumindest ich, obwohl ich kein extrem vorsichtiger Mensch bin, bislang keinen Raspebrry beschädigt... Was die versorgungsspannung angeht - theoretisch kommt der Blitz in der Tat durch Unterspannung. Dabei stürzt der Raspberry aber keinesfalls ab und sofern man auf HDMI und USB-Geräte verzichtet, kann man den Raspberry noch mit 3.3V betreiben!
Alex G. schrieb: > Und trotzdem hab zumindest ich, obwohl ich kein extrem vorsichtiger > Mensch bin, bislang keinen Raspebrry beschädigt... ich auch noch nicht, aber im PI Forum sind schon leider zu viele verstorben. Man muss nicht extrem vorsichtig sein, nur sauber arbeiten und wissen was man tut, bzw. die Grenzen vom PI kennen und respektieren, dann klappt alles bestens.
Da hast du wohl Recht. Btw. der Gelbe Blitz erscheint übrigens wegen Unterspannung und zwar unter ~4.6V! D.h. man braucht nicht mehr als 5V aber eben ein Netzteil das diese Spannung auch unter Last-Spitzen auf aufrecht erhält. Wahrscheinlich war es nur einfacher für die Foundation dies mit einem 5.1v Netzteil zu realisieren, denn eine offizielle Empfelung ist diese Spannung nicht.
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Es gibt noch den StromPi und manchmal hat man noch einen alten USB Hub, der das auch kann.
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Ich komme nochmal zum ursprünglichen Thema zurück. Unklar ist, ob USB und PI den Strom für ein drittes Board liefern oder ob mit den +5V vom Ausgangspost auf Pi und USB gegangen werden soll? Letzteres ist eher sinnlos ... Für ersteres hat die Ausgangsschaltung auch den Nachteil, dass wenn beide Quellen (PI, USB) Spannung liefern, die +5V nichts abbekommt oder wenn man S und D vertauscht (was das ursprüngliche Problem des TO auch beheben würde) die +5V nur noch über die Bulkdioden Strom bekommen und so noch 4.3V übrig bleiben. Daher mein etwas aufwändigerer Vorschlag im Anhang.
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HildeK schrieb: > Unklar ist, ob USB und PI den Strom für ein drittes Board liefern oder > ob mit den +5V vom Ausgangspost auf Pi und USB gegangen werden soll? > Letzteres ist eher sinnlos ... Es handelt sich um ein Aufsteckboard für einen Pi, das aber auch ohne Pi per USB betrieben werden kann. Als Aufsteckboard bekommt es die Spannung vom Pi, als USB-Variante ohne Pi bekommt es die Spannung über USB. Es sollte nur verhindert werden, dass die 5V vom Pi und die 5V vom USB irgendwie versehentlich kurzgeschlossen werden. Mittlerweile bin ich bei der Schaltung im Anhang hängen geblieben ... Laut LTSpice macht sie genau das, was ich möchte. Sind halt 4 MOSFETs (bzgw 2 Doppel-MOSFETs), aber mei, dafür fällt da so gut wie keine Spannung daran ab und Rückfluss gibt es auch keinen. HildeK schrieb: > Daher mein etwas aufwändigerer Vorschlag im Anhang. Hmm, die Schaltung für zwei ideale Dioden quasi ...
Mampf F. schrieb: > Laut LTSpice macht sie genau das, was ich möchte. D.h. wenn beide 5V liefern, soll nichts rauskommen?
Peter D. schrieb: > Mampf F. schrieb: >> Laut LTSpice macht sie genau das, was ich möchte. > > D.h. wenn beide 5V liefern, soll nichts rauskommen? Zugegeben, darüber hatte ich mir auch Gedanken gemacht ... Primär soll nichts kaputt gehen und mir fällt kein plausibler Grund ein, weshalb man USB verwenden würde, wenn es auf einem Raspi steckt. Die Ansteuerung über den Raspi ist wesentlich effizienter (SPI statt USB). Und gleichzeitig über Raspi und USB kann das Board nicht verwendet werden - der ARM merkt das, wenn er auf einem Raspi steckt und USB ist dann deaktiviert.
Mampf F. schrieb: > Hmm, die Schaltung für zwei ideale Dioden quasi ... Ja. Und gerade wegen dieser Frage habe ich den Aufwand getrieben: Peter D. schrieb: > D.h. wenn beide 5V liefern, soll nichts rauskommen? Mampf F. schrieb: > Und gleichzeitig über Raspi und USB kann das Board nicht verwendet > werden - der ARM merkt das, wenn er auf einem Raspi steckt und USB ist > dann deaktiviert. Auch schnell genug deaktiviert, so dass der ARM das auch noch schalten kann?
HildeK schrieb: >> Hmm, die Schaltung für zwei ideale Dioden quasi ... > > Ja. > Und gerade wegen dieser Frage habe ich den Aufwand getrieben: > > Peter D. schrieb: >> D.h. wenn beide 5V liefern, soll nichts rauskommen? Ist halt eine Kosten-Nutzen-Rechnung ... - es soll nichts kaputt gehen - Spannungsabfall möglichst gering - nicht sinnlos Leistung verbraten Alles andere wäre mit höherem Aufwand extra - ist aber nicht notwendig. HildeK schrieb: >> Und gleichzeitig über Raspi und USB kann das Board nicht verwendet >> werden - der ARM merkt das, wenn er auf einem Raspi steckt und USB ist >> dann deaktiviert. > > Auch schnell genug deaktiviert, so dass der ARM das auch noch schalten > kann? Das wäre dann der Fall, wenn das Board über USB in Betrieb ist und dann auf den Raspi aufgesteckt wird? In dem Fall würde sich das Board komplett abschalten, da beide MOSFET-Pärchen dann sperren.
Mampf F. schrieb: > Das wäre dann der Fall, wenn das Board über USB in Betrieb ist und dann > auf den Raspi aufgesteckt wird? Wenn das Board über den RasPi in Betrieb ist und dann USB gesteckt wird, würde der ARM den USB bereits deaktiviert haben - richtig? > In dem Fall würde sich das Board komplett abschalten, da beide > MOSFET-Pärchen dann sperren. Ja, das meinte ich. Wenn das für deine Anwendung O.K. ist, dann passt dein Vorschlag und meiner ist zu aufwändig. Bei meinem wäre es auch immer so, dass der Eingang den Strom liefern darf, der eine etwas höhere Spannung hat, schlimmstenfalls, bei gleichen Spannungswerten, schaltet das immer hin und her. Da mangelte es eingangs ein wenig an deinen Spezifikationen :-) ...
Nachtrag: probier auch mal die Variante vom Eröffnungspost, jedoch mit jeweils vertauschtem D und S! Also doch mit nur zwei FETs. Dann ist die Bodydiode in Richtung Verbraucher leitend und wird durch den durchgeschalteten FET überbrückt. Wenn jetzt beide Eingänge 5V haben, dann hat der Verbraucher noch immer 4.3V ...
Ein Schalter oder sogar nur ein Jumper geht nicht? Wird ja wohl nicht andauernd umgestellt werden oder?
HildeK schrieb: > Mampf F. schrieb: >> Das wäre dann der Fall, wenn das Board über USB in Betrieb ist und dann >> auf den Raspi aufgesteckt wird? > Wenn das Board über den RasPi in Betrieb ist und dann USB gesteckt wird, > würde der ARM den USB bereits deaktiviert haben - richtig? Ja genau :) HildeK schrieb: > Da mangelte es eingangs ein wenig an deinen Spezifikationen :-) ... Ja oft denkt man sich mehr als man schreibt und andere verstehen es dann nicht mehr ... Sorry dafür! Allerdings hab ich mir die Einwände nochmal durch denk Kopf gehen lassen und eine Leitung weggelassen, die von POWER_USB zum Gate des POWER-PI-Mosfets geht ... Falls ich keinen Knoten im Hirn habe, müsste jetzt bevorzugt Betriebsspannung vom Pi verwendet werden und wenn USB eingesteckt wird, trotzdem. Nur bei USB ohne PI würde die Betriebsspannung über USB verwendet werden. So macht das irgendwie mehr Sinn ... Vielen Dank für euer Feedback!
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