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Fraenk(R)

04.08.2009,
15:39
 

Impulsschaltung zum Einschalten (Elektronik)

Hallo,

einfach und kurz:
Kennt jemand eine Schaltung, die wenn sie anfangs Spannungslos ist, einen Impuls ausgibt wenn ich eine Spannung anlege.

Zu Lösungen wie Monoflops habe ich weiter unten was geschrieben.

Erst einmal alles nochmal ausführlicher:
Ich habe einen PICmicro, der von einem Goldcaps betrieben wird. Durch ein einsteckbares Netzteil wird der Goldcaps geladen und der PIC eingeschalten.

Das Problem ist nun das Ein- und Ausschalten der Schaltung.
Die Schaltung soll einschalten, wenn ich sie mit einem Netzteil verbinde, dann soll der PIC das Relay in Selbsthaltung bringen, sodass die Verbindung mit dem Netzteil wieder getrennt werden kann, der PIC aber immer noch läuft.
Auschalten soll die Schaltung über den PIC. Zum einen soll sie ausschalten können, wenn sie noch mit dem Netzteil verbunden ist, zum anderen auch wenn sie vom Netzteil getrennt ist.



Mein erster halberfolgreicher Versuch mit einer Impulsschaltung war folgender:

Der Kondensator wird aufgeladen, so lange schaltet der Transistor durch. Ist er aufgeladen sperrt der Transistor.
In der Zwischenzeit ist der PIC gestartet und bringt mit T3 das Relay in Selbshaltung.
Ausgeschalten wird der PIC durch sperren von T3.
Es funktioniert so weit gut, das einzige Problem ist, dass der Kondensator sich zu langsam entlädt, braucht 2-3 Sekunden. Wodurch nicht immer ein saubers Einschalten gewährleistet ist.

Daraufhin habe ich eine etwas verzwicktere Schaltung aufgebaut.

Dabei wird der Kondensator nicht über einen Widerstand entladen sondern über einen selbstleitenden p-Kanal MOSFET, der durchschaltet wenn das Netzteil nicht mehr verbunden ist.
Eigentlich funktioniert sie perfekt, das Problem ist nur, dass der MOSFET nur bei einer Eingangsspannung von >6V gut arbeitet, da ich keine TTL P-Kanal MOSFET finden kann weiß ich auch keine Lösung dazu.


Auch habe ich mir überlegt ein simples Monoflop mit zwei Bipolartransistoren zu verwenden, jedoch wird da wohl das Problem sein, dass bei einem Monoflop man davon ausgeht dass eine Spannungsversorgung anliegt und dann ein drittes Signal in einen Impuls umgewandelt wird.

Bei mir ist die Schaltung zuvor jedoch Spannungslos, also wird das, denke ich, auch nicht funktionieren.


Auch wenn's nur kleine Hinweise sind, oder Kommentare, ich bin über jede Hilfe dankbar, da ich so langsam am Verzweifeln bin.

x y

04.08.2009,
16:20

@ Fraenk

Impulsschaltung zum Einschalten

» Es funktioniert so weit gut, das einzige Problem ist, dass der Kondensator
» sich zu langsam entlädt, braucht 2-3 Sekunden.

Diode parallel zum Ladewiderstand.

Aber weshalb man ein stromfressendes Relais bei einer Versorgung durch Doppelschichtkondensator wählt ist mir schleierhaft.

Fraenk(R)

05.08.2009,
13:55

@ x y

Impulsschaltung zum Einschalten

» » Es funktioniert so weit gut, das einzige Problem ist, dass der
» Kondensator
» » sich zu langsam entlädt, braucht 2-3 Sekunden.
»
» Diode parallel zum Ladewiderstand.

Ok, aber irgendwie versteh ich den Sinn nicht ganz und wenn ich es mal simuliert habe, dann funktioniert's auch nicht besser wenn ich eine Diode parallel zum Ladewiderstand setze, mit der Spitze auf Plus.
Warum soll sich da der Kondensator dann schneller entladen?
Der Kondensator wird ja über den 3,3MOhm Widerstand entladen. Und wenn ich nun eine Diode parallel zum Ladewiderstand setze, dann kann sich darüber der Kondensator doch nicht schneller entladen, wenn die Verbindung zum Netzteil gekappt wurde. Kann ja kein Strom da oben fließen.

» Aber weshalb man ein stromfressendes Relais bei einer Versorgung durch
» Doppelschichtkondensator wählt ist mir schleierhaft.

Anfangs war die Schaltung mit Akkus betrieben worden, und um kein Spannungsabfall zu haben war das Relay die erste Wahl.

Jetzt mit Goldcaps ist es natürlich nicht mehr ideal. Nur leider weiß ich auch keine besseren Ersatz. Die Spannung der Caps wird über einen Step-Up wandler, LT1302-5, von 1,8V bis 4,6V auf 5V hochgewandelt. Der Strom der zeitweise fließt kann 1A betragen.
Wenn ich nun anstatt einem Relay einen Transistor verwende dann fällt an dem PNP Transistor, bspw. BC369, im schlechtesten Fall 0,3V ab, wodurch der Spannungswandler dann deutlich früher zusammenbrechen würde und ich weninger Kapazität aus dem Kondensator entnehmen könnte.
Daher bin ich vorerst auch noch beim Relay geblieben.

x y

05.08.2009,
14:19

@ Fraenk

Impulsschaltung zum Einschalten

» » Diode parallel zum Ladewiderstand.
»
» Ok, aber irgendwie versteh ich den Sinn nicht ganz

Dann mach noch einen Lastwiderstand parallel zum NT rein.


» Nur leider weiß ich
» auch keine besseren Ersatz.

MOSFET?

Fraenk(R)

05.08.2009,
17:05

@ x y

Impulsschaltung zum Einschalten

» » » Diode parallel zum Ladewiderstand.
» »
» » Ok, aber irgendwie versteh ich den Sinn nicht ganz
»
» Dann mach noch einen Lastwiderstand parallel zum NT rein.

Mh, mal schaun, das Problem ist dann nur, dass immer ein mehr oder minder hoher Leckstrom fließen wird.
Meine Eingangsspannung beträgt 12V, bricht beim Anschließen aber auf 4,6V zusammen, da die Caps mit voller Leistung geladen werden. Vielleicht mach ich auch eine Strombegrenzung rein, so dass die Eingangsspannung auf 7V einbricht und dann die MOSFET Schaltung mit fast keinem Leckstrom wieder funktioniert.
Danke aber für die Tips.

» » Nur leider weiß ich
» » auch keine besseren Ersatz.
»
» MOSFET?

Welchen und wie? Das Relais schaltet die positive Leitung, und da verwendet man doch bevorzugt P-Kanal MOSFETS, oder?
Da er aber schon bei 5V voll durchschalten muss wäre eher ein N-Kanal geeignet, da es diese auch in TTL/Logic oder wie man das nennt, Varianten gibt.

Und einen Spannungsabfall haben MOSFETS doch ebenso wie Bipolartransistoren, nur eben nicht so ein großer.
Wenn ich aber bspw. den BS170 anschaue (da ich den als N-Kanal MOSFET da habe), dann hat er einen nicht zu vernachlässigen Innenwiderstand, wenn ich die Kennlinien nicht falsch deute.

Ich kenn mich mit MOSFETS nicht gut aus, habe eigentlich nichts mit denen bisher gemacht, von daher ist es auch sehr gut möglich, dass ich da aus den Datenblättern was falsches raus lese.

x y

05.08.2009,
17:19

@ Fraenk

Impulsschaltung zum Einschalten

» » MOSFET?
»
» Welchen und wie? Das Relais schaltet die positive Leitung,

Muss das denn so sein?


» und da
» verwendet man doch bevorzugt P-Kanal MOSFETS, oder?
» Da er aber schon bei 5V voll durchschalten muss wäre eher ein N-Kanal
» geeignet, da es diese auch in TTL/Logic oder wie man das nennt, Varianten
» gibt.

Logic-Level MOSFETs gibts auch als p-Kanal.


» Und einen Spannungsabfall haben MOSFETS doch ebenso wie
» Bipolartransistoren, nur eben nicht so ein großer.
» Wenn ich aber bspw. den BS170 anschaue (da ich den als N-Kanal MOSFET da
» habe), dann hat er einen nicht zu vernachlässigen Innenwiderstand, wenn
» ich die Kennlinien nicht falsch deute.

*Den* würde ich auch nicht verwenden, es gibt zahllose mit *weit* geringerem Bahnwiderstand.

Fraenk(R)

06.08.2009,
14:06

@ x y

Impulsschaltung zum Einschalten

» » Welchen und wie? Das Relais schaltet die positive Leitung,
»
» Muss das denn so sein?
schon ;-)
Naja, die aktuelle Leiterplatte ist so gebaut worden, dass der Plus geschalten wird.
Wenn's nicht anders geht könnte auch der Minus geschalten werden, ist nur ein recht großer Aufwand.
Nur allgemein hab ich dann bedenken in Bezug auf Störsignale, da ja dann die Ground-Leitung geschalten wird und somit, im ausgeschaltenen Zustand frei umherbaumelt.
Wenn ich die Leiterplatte neu route, dann kann man das vielleich kompensieren, weiß aber nicht wie. Ein stetiger Ground überall auf der Leiterplatte, also Flächendeckend und der geschaltene dann nur an den Bauteilen mit normaler Breite?

» Logic-Level MOSFETs gibts auch als p-Kanal.

Ich habe mir nochmals gedanken zu p-Kanal Mosfets gemacht. Wenn ich einen logic-level P-Kanal Mosfet finden würde, dann schaltet der ja grob gesagt durch wenn ich den Minus Pol des Caps anlege, und sperrt wenn ich 5V+ anlege. Das Problem ist nur, dass im ausgeschaltenem Zustand ich keine 5V+ habe, sondern, im schlechtesten Fall, +1,8V das wahrscheinlich nicht reichen wird damit der Mosfet sperrt
Somit wird's wahrscheinlich selbst mit einem Logic-Level P-Kanal Mosfet nicht funktionieren, oder liege ich da falsch?
Wird wohl ein N-Kanal werden müssen. Dann muss ich nur noch einen passenden finden.

» *Den* würde ich auch nicht verwenden, es gibt zahllose mit *weit*
» geringerem Bahnwiderstand.
Und mit was für einem Widerstand oder Spannungsabfall kann man im guten Fall rechnen?
Wüsstest du im Moment einen N-Kanal mit einem geringem Bahnwiderstand?

PS: Das Relais hat die 1A eh nicht überlebt (ausgelegt war es zum durchschalten einer 9V Batterie, bei der natürlich nie so ein hoher Strom geflossen ist), der Schaltkontakt bleibt hin und wieder hängen, also muss ich jetzt nach einer Alternative suchen.

x y

06.08.2009,
15:02

@ Fraenk

Impulsschaltung zum Einschalten

» Wüsstest du im Moment einen N-Kanal mit einem geringem Bahnwiderstand?

IRF7401 könnte geeignet sein, und ist einigermaßen gängig.

Jüwü(R)

E-Mail

Würzburg,
06.08.2009,
17:18

@ Fraenk

Impulsschaltung zum Einschalten

» »
» » Diode parallel zum Ladewiderstand.
»
» Ok, aber irgendwie versteh ich den Sinn nicht ganz und wenn ich es mal
» simuliert habe, dann funktioniert's auch nicht besser wenn ich eine Diode
» parallel zum Ladewiderstand setze, mit der Spitze auf Plus.
» Warum soll sich da der Kondensator dann schneller entladen?
» Der Kondensator wird ja über den 3,3MOhm Widerstand entladen. Und wenn ich
» nun eine Diode parallel zum Ladewiderstand setze, dann kann sich darüber
» der Kondensator doch nicht schneller entladen, wenn die Verbindung zum
» Netzteil gekappt wurde. Kann ja kein Strom da oben fließen.

In der 2. Schaltung hast du R2 mit 10k parallel zum Akku geschaltet (wg. dem Gate-Potenzial). Mach den in deine erste Schaltung (ohne Fet natürlich) und du kannst dann die Diode wie oben beschrieben einsetzen - der C entläd sich dann rel. schnell über die Diode und dem 10k.;-)

Fraenk(R)

07.08.2009,
03:15

@ Jüwü

Impulsschaltung zum Einschalten

» In der 2. Schaltung hast du R2 mit 10k parallel zum Akku geschaltet (wg.
» dem Gate-Potenzial). Mach den in deine erste Schaltung (ohne Fet
» natürlich) und du kannst dann die Diode wie oben beschrieben einsetzen -
» der C entläd sich dann rel. schnell über die Diode und dem 10k.;-)

Danke, so funktioniert es einwandfrei.

Jüwü(R)

E-Mail

Würzburg,
07.08.2009,
10:25

@ Fraenk

Impulsschaltung zum Einschalten

» » In der 2. Schaltung hast du R2 mit 10k parallel zum Akku geschaltet (wg.
» » dem Gate-Potenzial). Mach den in deine erste Schaltung (ohne Fet
» » natürlich) und du kannst dann die Diode wie oben beschrieben einsetzen
» -
» » der C entläd sich dann rel. schnell über die Diode und dem 10k.;-)
»
» Danke, so funktioniert es einwandfrei.

Da hättest aber auch selber draufkommen können.;-)

Fraenk(R)

07.08.2009,
15:45

@ Jüwü

Impulsschaltung zum Einschalten

» » » In der 2. Schaltung hast du R2 mit 10k parallel zum Akku geschaltet
» (wg.
» » » dem Gate-Potenzial). Mach den in deine erste Schaltung (ohne Fet
» » » natürlich) und du kannst dann die Diode wie oben beschrieben
» einsetzen
» » -
» » » der C entläd sich dann rel. schnell über die Diode und dem 10k.;-)
» »
» » Danke, so funktioniert es einwandfrei.
»
» Da hättest aber auch selber draufkommen können.;-)

Jo, so im Nachhinein hab ich mir auch gedacht 'Mensch biste blöd', vor allem weil x y das ja so eigentlich gemeint hatte, nur hab ich nie die Diode mit dem Widerstand so in Verbindung gebracht.
Nunja, auf jeden Fall klappt's ja jetzt, dank euch :-)

Fraenk(R)

07.08.2009,
15:50

@ x y

Impulsschaltung zum Einschalten

» » Wüsstest du im Moment einen N-Kanal mit einem geringem Bahnwiderstand?
»
» IRF7401 könnte geeignet sein, und ist einigermaßen gängig.

Danke.
Ich hab mal in Farnell ein paar Logic-Level N-kanal IRL's herausgesucht die auch noch im TO-220 Gehäuse sind.
Ich probier es erst einmal mit einem 'normalen' N-Kanal Mosfet den ich noch da habe, ob es überhaupt so funktioniert wie ich es erhoffe, und werde dann einen logic-level bestellen wenn es einigermaßen geklappt hat.
Danke dir.

x y

07.08.2009,
16:09

@ Fraenk

Impulsschaltung zum Einschalten

» Ich hab mal in Farnell ein paar Logic-Level N-kanal IRL's herausgesucht
» die auch noch im TO-220 Gehäuse sind.

Es gibt Logic-Level und Low-Logic-Level, du wirst wohl ehr letzteres brauchen.

Fraenk(R)

08.08.2009,
21:30

@ x y

Impulsschaltung zum Einschalten

» » Ich hab mal in Farnell ein paar Logic-Level N-kanal IRL's herausgesucht
» » die auch noch im TO-220 Gehäuse sind.
»
» Es gibt Logic-Level und Low-Logic-Level, du wirst wohl ehr letzteres
» brauchen.

Warum Low-Logic-Level?

Ich habe es im Moment mal mit einem BUZ10 versucht, ich weiß, kein Logic-Level, etc., aber einfach mal ob es überhaupt klappt.
Und es scheint größtenteils zu funktionieren.

Das einzige wirkliche Problem das mir im Moment jetzt Probleme bereitet ist, dass, obwohl ich das Gate des MOSFETs auf GND gelegt habe, er im ausgeschaltenem Zustand nicht ganz sperrt, sondern noch knapp 0,8V durchlässt.
Ich hoffe das ist nur ein komischer Nebeneffekt mit dem BUZ10 und ein Logic-Level wird das richten.

x y

08.08.2009,
21:42

@ Fraenk

Impulsschaltung zum Einschalten

» Warum Low-Logic-Level?

Du hast von 1,8V geschrieben.


» Ich habe es im Moment mal mit einem BUZ10 versucht, ich weiß, kein
» Logic-Level, etc., aber einfach mal ob es überhaupt klappt.
» Und es scheint größtenteils zu funktionieren.

Und wie groß ist R_ds(on)? Und funktionierts auch im Winter noch?


» Das einzige wirkliche Problem das mir im Moment jetzt Probleme bereitet
» ist, dass, obwohl ich das Gate des MOSFETs auf GND gelegt habe, er im
» ausgeschaltenem Zustand nicht ganz sperrt, sondern noch knapp 0,8V
» durchlässt.

Bei welchem Strom?


» Ich hoffe das ist nur ein komischer Nebeneffekt mit dem BUZ10 und ein
» Logic-Level wird das richten.

*Das* sicher nicht. Aber ich vermute da eh WMMM.