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Thema: Pufferung bei Spannungsausfall Diode oder Mosfet

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Pufferung bei Spannungsausfall Diode oder Mosfet

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    Hi zusammen,

    ich habe mal wieder ein kleines Problemchen. Ich würde gerne einen µC bei Spannungsausfall noch einen kurzen Augenblick Puffern um Daten zu speichern.

    Ich habe mir das ganze in etwa so vorgestellt:

    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	problemstellung.png
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ID:	29869

    Die Spannung vor der Diode wird gemessen und bei der Unterschreitung eines bestimmten Wertes springe ich in eine Sicherungsroutine.
    Jetzt ist nur die Frage, welche Diode kann ich dafür verwenden. Das Problem ist, als Eingangsspannung habe ich lediglich 5V zur Verfügung, an der Diode
    würden im ungünstigsten fall ja schon 0,6V ~ 0,7V abfallen, das heißt für meinen µC bleiben gerade mal 4,4V übrig. Das ist zu wenig.
    Nächste Überlegung war dann eine Germanium oder Schottky Diode zu verwenden die ja deutlich kleinere Schwellenspannungen haben. Ich kann aber bei meiner Recherche irgendwie nichts passendes finden und ich bin mir auch nicht sicher wie es mit dem Ladestrom des Goldcap beim einschalten aussieht.
    Hat jemand von euch eine Idee für eine geeignete Diode speziell in diesem Anwendungsfall und kann mir dann noch jemand erklären ob die den Einschaltstrom aushält?

    Die Stromquelle ist auf 2,5A begrenzt.

    Ich habe auch mal gelesen das man das anstelle einer Diode mit einem Mosfet machen kann. Wäre das eine Alternative? Und wie würde das dann aussehen?

    Vielen Dank für eure Hilfe!

    Gruß

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Wenn du bei Google "Mosfet als Diode " eingibst findest du einige Seiten. Über die Bildersuche bin ich zu dieser Seite gekommen. Sonst könntest du statt dem LM7805 einen LM317 nehmen. Diode zwischen LM und Schaltung, Spannungsteiler für den LM kommt Kathoden seitig hin. Sollte funktionieren (nicht getestet).

    Edit: Habe gerade gelesen das die Stromquelle auf 2,5A begrenzt ist. Somit fallen die LM weg.

    MfG Hannes

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Hi also ich hab jetzt mal ein nachgelesen bezüglich eines Mosfet als Diode.

    Die Schaltung müsste demnach dann so aussehen:

    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

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ID:	29870

    Aber welcher Typ Mosfet ist nur der Richtige? Der aus meiner Zeichnung hat einen maximalen Strom von 0,16 A den wird's wohl zerlegen beim einschalten oder? Es muss auf jeden Fall einer sein, ohne eingebaute Diode.

    Update: Der Mosfet in meiner Zeichnung muss natürlich ein N Mosfet sein.

    Gruß
    Geändert von demmy (21.02.2015 um 13:19 Uhr)

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zitat Zitat von demmy Beitrag anzeigen
    Hi also ich hab jetzt mal ein nachgelesen bezüglich eines Mosfet als Diode.

    Die Schaltung müsste demnach dann so aussehen:

    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	Problemstellung.png
Hits:	19
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ID:	29870

    Aber welcher Typ Mosfet ist nur der Richtige? Der aus meiner Zeichnung hat einen maximalen Strom von 0,16 A den wird's wohl zerlegen beim einschalten oder? Es muss auf jeden Fall einer sein, ohne eingebaute Diode.
    Die Schaltung verstehe ich gar nicht. Und die Verpolsicherung mit FET, die du wohl meinst, lebt sehr wohl von der unvermeidbaren Bodydiode des FETs. Sie schließt bei richtiger Polung diese nur zusätzlich kurz. Da der FET aber in beiden Richtungen leitend ist, ist das ganze, wenn es mal an ist, keine Diode mehr und für deinen Zweck ungeeignet. Der Goldcap steuert den FET auf und entläd sich dann noch schneller.

    Bevor du über Brandspuren und zerlegte Bauteile nachdenkst, schließ doch mal deinen Goldcap (so es denn einer ist und nicht einer von den moderneren die sich gerne Super CAP oder Ultra CAP nennen) ans Labornetzteil an und beobachte den Strom. Viel wird da nicht passieren, die Teile haben Innenwiderstände gern im dreistelligen Ohmbereich.

    Was die Diode an Strom vertragen muß, bestimmt deine übrige Schaltung. Viel kann es eigentlich nicht sein, sonst wäre der ganze Goldcap wirkungslos, weil zu klein und zu hochohmig. Es tut also eigentlich jede Schottky Diode (BAT41/43 o.ä.), 100mA können sie alle.

    MfG Klebwax
    Strom fließt auch durch krumme Drähte !

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Hi,

    also die Schaltung soll nicht als Verpolsicherung dienen sondern verhindern, das der Kondensator noch was anderes puffert als nur den µC.
    Und es ist in der Tat ein Gold Cap, aber im Grunde ist es doch egal wie das ding heißt, ob Super Cap oder Gold Cap oder was es da für tolle Bezeichnungen sonst noch so gibt!
    Die Hauptsache ist, das es ein Superkondensator ist und er kann meinen µC noch so lang am leben halten bis die Daten im Eprom gesichert sind.

    Also laut Datenblatt hat die BAT41 eine Schwellenspannung zwischen 0,45 und 1V das ist viel zu viel! Da unterschreite ich ja vorher schon die BrownOut Spannung des µC!

    Gibt es denn keine andere Lösung?

    Grüß demmy

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Zitat Zitat von demmy Beitrag anzeigen
    Also laut Datenblatt hat die BAT41 eine Schwellenspannung zwischen 0,45 und 1V das ist viel zu viel!
    Schau noch bitte bei welchem Strom!

    Zitat Zitat von demmy Beitrag anzeigen
    Gibt es denn keine andere Lösung?
    Es gibt sehr viele, aber nur konkrete Lösungen für gemessenen Strom und bekannte Pufferungszeit. Ausserdem es muss bekannt sein wieviel Strom darf die Schaltung selber verbrauchen, also vorm Mekern bitte zuerst alles nötige messen und definieren.
    Geändert von PICture (21.02.2015 um 19:35 Uhr)
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  7. #7
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    Die Schaltung mit einem MOSFET geht leider nicht so einfach: die einfache Schutzschaltung gegen Verpolen nutzt die Spannung hinter den MOSFET um zu entscheiden ob der durchschalten soll oder nicht. Mit Kondensator schaltet die erst ab wenn da die Spannung klein ist. Da müsste man schon eine extra Schaltung zur Erkennung haben und den MOSFET aktiv ansteuern.

    Normal sollte ein Schottky-diode ausreichen - so knapp kann man den Brouwnout doch gar nicht einstellen. Wenn es nur um sichern der Daten ins EEPROM geht, braucht man normal nicht so viel Energie, da tut es ggf. auch ein normaler Elko, wenn man den Stromverbrauch klein hält. D.h. Takt runter und externe Verbraucher aus, so weit es geht. Da dann darf im Prinzip auch der Brownout später anschlagen, weil der µC ja schon nicht mehr so schnell läuft.

    Der LM317 als Spannungsregler hilft auch nicht weiter, auch der Regelt die Spannung am Ausgang. Da müsste man schon einen Regler mit Extra Feedback Eingang haben, etwa ein LP2951.

    Hilfreich ist es den Stromausfall möglichst früh zu erkennen, also besser vor dem Spannungsregler.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zitat Zitat von demmy Beitrag anzeigen
    Hi,

    also die Schaltung soll nicht als Verpolsicherung dienen sondern verhindern, das der Kondensator noch was anderes puffert als nur den µC.
    Und es ist in der Tat ein Gold Cap, aber im Grunde ist es doch egal wie das ding heißt, ob Super Cap oder Gold Cap oder was es da für tolle Bezeichnungen sonst noch so gibt!
    Die Hauptsache ist, das es ein Superkondensator ist und er kann meinen µC noch so lang am leben halten bis die Daten im Eprom gesichert sind.
    Das macht schon einen gewaltigen Unterschied. So ein Goldcap hat hat einen relativ hohen ESR. Der Einschaltstrom bewgt sich im mA Bereich. Die anderen haben einen ESR weit unter ein Ohm, da können beim Einschalten Ampere fließen. Damit muß man umgehen können.

    MfG Klebwax
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