ich möchte für ein elektronisches Kleingerät, welches bei Stromausfall Einstellungen verliert, gerne eine einfache Spannungsumschaltung realisieren.
Im Normalfall wird das Gerät mit einem Netzteil betrieben. Sobald diese Netzspannung ausfällt soll auf einen Standard 9V-Block umgeschaltet werden. Das muss annähnernd unterbrechungsfrei geschehen.
Der Stromverbrauch ist im Normalfall so gering, dass mit der 9V-Batterie problemlos auch längere Ausfälle gebrückt werden können. Maximal wäre jedoch ein Stromverbrauch von 1A möglich (über Netzteil regelmäßig, mit Batteriestrom nur möglich wenn jemand ohne Netzteil aus Standby schaltet). Die Schaltung muss dafür entsprechend passen.
Wäre es möglich etwas in dieser Art mit einem Leistungstransistor zu realisieren (wegen der 1A)? Wie müsste die einfachste mögliche Schaltung aussehen? Mit einem Relais könnte ich mir vorstellen, wie man das lösen könnte, aber ein Relais schaltet in diesem Fall nicht schnell genug und braucht auch zu viel "Betriebsstrom".
Netzspannung ausfällt soll auf einen Standard 9V-Block
Dann unterbrech das halt nich zur Batterie ;-) Lade halt die Batterie. Musst halt nur gucken dass die nicht überladen wird. Also am besten Spannungsgesteuert, wenns ein NiCd ist, aber hmmm Cd ist ja seit RoHS... aber lassen wir das .. ;)
Dann braucht's ne Ladeschaltung mit Strombegrenzung. Der Ladestrom wird nicht zum Betrieb des Geräts ausreichen. Während des Betriebs wird der Akku also immer entladen.
Deshalb musst du ja auch den Strom oder Spannung Rückkoppeln und damit den Strom steuern. Wenn Ladeerhaltungsstrom bekannt ist, ist das einfach zu machen. Zum Problem wird dann eine sterbende Batterie ;)
Hält deine Schaltung einen Spannungsabfall von ca. 1,1V aus? Dann kannst du die Speisespannung 1,1V über der Batteriespannung ansetzen und mit einer Diode abkooppeln. Der Strom fließt dann aus der Batterie über die Diode, wenn die Spannung am Verbraucher kleiner als Batteriespannung plus Diffusionsspannung liegt. Achte aber darauf, dass Dioden mit Udiff von 1,1V schon bei ca 0,53V deutlich anfangen zu leiten.
PS: Ein gelegentliches Nachladen ist dann trotzdem sinnvoll.
Keine Ahnung. Müsste ich ausprobieren. Hängt wohl vom Gerät ab. Da auch mechanische Elemente vorhanden sind gehe ich aber davon aus, dass das nicht gehen wird.
Über die angegebene Spannung möchte ich nicht gehen. Also müsste die Batteriespannung von 9V auf 7,9 runter?
Dann solltest du als erstes von dem 9V-Block Abstand nehmen, die haben nagelneu schon etwa 3 Ohm Innenwiderstand (Alkali-Mangan). Selbst einem NiCd-Akku in dieser Baugröße sollte man solche Ströme bestenfalls kurzzeitig zumuten.
Wenn dein Netzteil auch unter Last mehr Spannung als die Batterie liefert reichen zwei einfache Dioden. Mit einem Widerstand parallel zur 'Batterie'diode kannst du dabei noch eine einfache Erhaltungsladung realisieren.
Also 1A aus einem normalen 9V-Block wird eher schlecht. Die Spannung würde ordentlich einbrechen, wenn man nicht gerade einen Akku erwischt hat. Und damit wäre die Unterbrechungsfreiheit dann doch dahin, wenn die Batterie nicht ganz frisch ist. Es sollte evtl. technisch vermieden werden, dass das Gerät im Batteriebetrieb eingeschaltet wird.
Ja.
Wie genau muss die Spannung den stimmen? So schlimm kann es eigentlich nicht sein, denn ein 9V-Block hat, kurz bevor er leer ist, sowieso weniger als 6V.
Also die einfachste Lösung ist ein Schottky-Diode an die Batterie zu hängen und das Netzteil so auszulegen, dass es geringfügig mehr Spannung liefert. Die Entkopplung auf Netzteilseite macht dann der Gleichrichter. Wenn man dem Netzteil nicht traut, kann man ihm ja auch noch eine Diode verpassen. Der Leckstrom der Schottky-Diode ist locker klein genug um der Batterie nicht zu schaden.
Für die Batterie tut es eine SB120 o.ä., für das Netzteil würde ich eine SB320 nehmen.
Diese einfache, passive Lösung kostet halt ein paar hundert Millivolt, dafür schaltet sie schneller um, als man es mit Handelsüblichen Geräten messen kann.
Man kann es so auslegen, dass es nur mit dem Netzteilstrom anzieht und im Batteriebetrieb abgefallen ist. Aber das Problem mit der Umschaltzeit bleibt natürlich. Üblicherweise nimmt man, wenn es auf die Umschaltzeit nicht ankommt auch kein Relais, sondern eine Buchse mit eingebauten Schalter.
Komplett mit Leistungstransistoren oder besser FETs ist die Sache schon etwas kompliziert, da man verhindern muss, dass Batterie und Netzteil verbunden werden und da man eigentlich erst reagieren kann, wenn die Versorgungsspannung schon eingebrochen ist. Aber das braucht man eigentlich nur, wenn die Schaltung low-drop sein muss. Das ist zumindest auf Netzteilseite eigentlich nicht erforderlich.
Mit einer Diode im Netzteil-Zweig ist es an sich kein Problem:
*---|>|---*---|>|---*---+ +-* D | | | | | | | ===== P-Kanal MOSFET, | | ----- G Logic-Level | | |
+---RRR---*-------------+ ca. 10-50k
Als FET kann ma IRF7403 oder sowas nehmen. (Centartikel) Der Eigenstromverbrauch der Schaltung ist im Batteriebetrieb null.
Der Trick ist, dass das FET wie eine aktive Diode geschaltet ist. Eigentlich fließt der Strom aus der Batterie schon über die Substratdiode, nur dass die ausbleibende Netzspannung das FET zusätzlich öffnet, was die Spannungsverluste sehr gering hält. Umgekehrt dreht ein angestecktes Netzteil dem FET den Saft ab.
Die zusätzliche Diode nach Masse ist eigentlich nur, damit keine Spannungsspitzen das FET zerstören. Der Widerstand legt das Gate ohne Netzteil auf einen definierten Pegel.
mechanische Elemente vorhanden sind gehe ich aber davon
Dann hast du mit Dioden IMHO schlechte Karten. Du kannst natürlich mit dem Anpeilen der 0,53 bis 0,6 Volt rangehen, je nachdem wieviel Strom dein Verbraucher will. Soviel Spannungsabfall hast du bei schwächerwerdender Batterie allemal, weil Alkaline frisch um die 10V liefert und leer bei ca. 8V ankommt. Was auf Deutsch heißt: Wenn deine Anwendung wirklich so empfindlich ist, kannst du die Idee mit dem Akkubetrieb knicken.
Batteriespannung von 9V auf 7,9 runter?
Vorrausgesetzt es soll irgendwann auch mal ein NiCd rein, musst du sowieso mit 6*1,2V = 7,2 V rechnen.
Achja und was Mawin sagt noch zusätzlich: 1A kriegst du aus so einer Batterie nicht. durch eine solche Last bricht dir jeder 9V Block egal welcher Typ um geschätzt mindestens 3 Volt ein.
ROTFL. Und weil Du es so definierst, muss es so gelten? Also: Ein 9V-Block besteht aus sechs 1.5V-Zellen, die bei 0.9V bis 1.0V als endgültig leer gelten dürften. Do the math!
Bei Autradios, die bei jedem Ausbau alle Sender vergessen, habe ich das so gelöst, daß eine 9 V Batterie einfach parallel hing - primitive Zink-Kohle halten die 14 V aus, Alkalis möglicherweise nicht.
In dem Fall gab es das Problem der hohen Ströme nicht - Dauerplus und Betriebsplus sind getrennt.
Das tun sehr viele Menschen bei typischen Standardger=E4ten. Anscheinend gibt es da ein geheimes Abkommen zwischen Ger=E4te- und Batterieherstellern =FCber die Auslegung der Ger=E4te bez=FCglich der Abschaltspannung... :-( Gruss Harald
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