Spannungsregler L7809 mit AtMega8 deaktivieren

[tobiastob]

Hallo,
um im Powerdown-Modus des Controllers auch den stromhungrigen Teil der restlichen Schaltung zu deaktivieren, würde ich gerne einen L7809 (Spannungsregler) deaktivieren. Ich habs mit einem NPN-Transistor versucht, der den L7809 von der Masse trennt.
Der L7809 zieht aber weiterhin unverändert Strom.
Wenn ich testweise den positiven Input des 7809 ablöte, fließt keiner mehr, was ja schon logisch ist. Mit einem PNP Tranistor am Input des L7809 müsste es doch also funktionieren.
Leider kann ich PNP Transistoren ja nicht so leicht mit dem Mega8 ansteuern, da ich ja eine negative Spannung an der Basis bräuchte.
Gibts nicht eine Möglichkeit, einen NPN-Transistor mit dem Mega8 zu steuern, der dann wieder einen PNP-Transistor steuert? Habs mal gelesen, finde es aber nicht mehr. Einen Pegelwandler, mit dem es wohl auch ginge,hab ich leider nicht da.

Viele Grüße
tobias

[wkrug]

Wie wäre es, wenn Du vor dem 7809 Spannungsregler einen P-Kanal Mosfet setzen würdest, der an seinem Gate wiederum von einem N-Kanal Mosfet angesteuert wird. Dieser N-Kanal Fet wird dann seinerseits vom Controller angesteuert.
Du löst damit schon mal das Problem mit zu hohen Spannungen an den Ports des Controllers und die Stromaufnahme im Ruhezustand wird hauptsächlich durch die Leckströme der FET's bestimmt.

Am P-Kanal Fet müsste noch ein Widerstand rein ( zwischen Gate und Source ) , der den Transistor bei Abschaltung in den Sperrzustand bringt.

Die Größe dieses Widerstandes bestimmt die Stromaufnahme der Schaltung im aktiven Zustand und die Schaltgeschwindigkeit.

[drew]

Hallo,
zum abschalten von Spannungen gibt es spezielle highside Schalter. Ich glaube, offiziell heissen die Profet. Speziell gibt es von Infineon die BTS-Familie. Schau mal bei z.B. Reichelt:
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=A124;GROUPID=2884;ARTICLE=39 348;START=0;SORT=artnr;OFFSET=16;SID=27ors-XKwQARsAABEiU0wd58ce25df6e8929aae61b1402d9ba783

[Besserwessi]

Bei der Schaltung von W-krug, kann man den N-Fet auch gut duch einen NPN transsistor ersetzen, der wird nur für den kleinen steuersstrom gebraucht. Ein Fet Spart aber noch mal ein paar µA. Wenn man den P-Fet durch einen PNP ersetz, dann hat man die gesuchte Schaltung mit 2 bipolaren Transitoren. Dabei nur die 2 Basis-vorwiderstänge nicht vergessen.
Sonst gibt es auch noch Spannungsregler mit Disablefunktion, da spart man sich den extra Leistungsschalter.

[tobiastob]

Danke für die Tipps. Einen Profet hätte ich jetzt leider gar nicht da.
Brauch ich denn wirklich MOSFETs wegen der hohen Spannung? Die Stromversorgung hat 12 Volt, der Atmel läuft mit 5 V. Die Last am L7809 zieht "nur" 0,03 A. Ich dachte da reicht ein NPN-Transistor, z.B. der BC337 am Atmel und an dessen Collector der PNP, z.B. der BC556. Nur wie? Gar nicht?


Am P-Kanal Fet müsste noch ein Widerstand rein ( zwischen Gate und Source ) , der den Transistor bei Abschaltung in den Sperrzustand bringt.

Die Größe dieses Widerstandes bestimmt die Stromaufnahme der Schaltung im aktiven Zustand und die Schaltgeschwindigkeit.

Weißt du wo ich nachlesen kann, wie sich die beiden Vorwiderstände berechnen lassen?

Grüße
tobias

[Besserwessi]

Bei so kleine strömen reichen die NPN/PNP transitoren. Der Vorwiderstand für den PNP sollte etwa 0,5-1 mA Basisstrom durchlassen, also 12 V / 1 mA = 12 KOhm. Ab Standardwert wohl 10 K oder 15 K. Der NPN transistor brauch nur diesen keinen Strom zu schalten, da reichen dann 100 K als Vorwiderstand. Eventuell noch 10-100 K von Basis zum Emitter beim PNP.

[wkrug]

Weißt du wo ich nachlesen kann, wie sich die beiden Vorwiderstände berechnen lassen?
Die Schaltzeit durch den G-S Widerstand lässt sich mit der G-S Kapazität berechnen. Ich meine das hier ein Wert zwischen 10k und 47k realistisch sind.
Den Gate Widerstand am N-Fet braucht man eigentlich gar nicht, er dient nur zum Schutz des Controllers bei einem Fehler.
Ich würde mal über den Daumen einen BS170 einsetzen, mit 1k Ohm Gate Widerstand. Für den P-Kanal Typ hab ich jetzt keinen konkreten Vorschlag, aber jeder >3A Typ sollte da geeignet sein

Ich denke mal das "tobiastob" im Sleep Modus möglichst wenig Strom verbrauchen will, daher auch der Vorschlag von mir mit den Fets.
Ganz klar geht das auch mit bipolaren Transistoren, aber eben nicht so sparsam.

[tobiastob]

Danke Besserwessi. Leider funktioniert es so noch nicht.
Ich hab den AVR-Pin am 10k Widerstand, daran die Basis des BC337 NPN. Den Emitter an GND, den Collector an 100 K. Daran die Basis des BC556 PNP. Der PNP Emitter ist an +12 Volt, der Collector am L7809.

Hast du dich vielleicht bei dem 100 K an der Basis des PNP vertippt? Vielleicht 100 Ohm. Oder röste ich damit was?


Edit: Wkrugs Beitrag hat sich eben mit meinem überschnitten. Stromsparend klingt gut, danke. Wenn das so ist, nehme ich vielleicht wirklich lieber FETs. Ich hätte einen BD135 als N-Channel und einen IRF5305 als P-Channel anzubieten. Kann das gut gehen?

[wkrug]

Also der BD 135 ist anscheinend ein normaler NPN Transistor.
Das geht natürlich auch, mir würde aber ein kleiner Fet hier besser gefallen.
Der IRF5305 ist ein P-Kanal Fet, die Strombelastbarkeit ist mehr als ausreichend.
Da die maximale G-S Spannung des IRF5305 20V beträgt, darf die Spannung vor dem 7809 niemals höher als 20V sein. Wenn doch, sind geeignete Schutzmassnahmen zu ergreifen ( Z-Diode, Varistor o.Ä. ).

Ansonsten sollte es so passen.

[Vitis]

so leine Ströme kannste auch optisch schalten ... AQW212 fällt mir da ein
(Photomos)

[tobiastob]

Stimmt, der Bd 135 ist leider nur ein normaler NPN. Ich habs mal aufgebaut. Vermutlich passt der Vorwiderstand nicht. Ich habs nach dieser http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand Formel berechnet. Ic= 30mA hFE = 100
Ib= 30mA/30 = 1mA
Rb = 3,8V/1mA = 3800 Ohm. Man soll etwas weniger nehmen. Also 3,3 kOhm.
Ich habs auch mit 1kOhm versucht, den du (bzw. wkrug) für den N-Channel FET vorgesehen hast.
Für den IRF5305 hab ich 33kOhm genommen.
Leider fließt der Strom jetzt ständig, egal ob ich den Output-Pin am AVR auf 0 oder 1 setze.

[Besserwessi]

Die Wiederstände waren vertauscht: eher 10-20 K zwischen NPN und PNP und 100 K vom Controller zum NPN. Mit kleineren (z.B. 2 x 10 K) Widerständen sollte es auch gehen, nur nicht so sparsam.

Mit dem FET braucht man noch einen Widerstand vom Gate zur Source. So viel spart man damit also auch nicht.

[tobiastob]

Mit dem FET braucht man noch einen Widerstand vom Gate zur Source. So viel spart man damit also auch nicht.

Wie meinst du das? Brauch ich bei der FET-Variante noch einen dritten Widerstand? Zwischen Source des P-Channel und Gate des P-Channel? Wie groß müsste der denn sein?

Ich wäre ja schon zufrieden, wenn eine der beide Varianten funktioniert. Auf die fünfte Nachkommastelle kommst mir bei der Stromstärke auch nicht an.

[tobiastob]

Mist, habs gerade gelesen, und davor ein paar mal zu oft überlesen, dass da ein Widerstand ziwschen P-Channel-Source und P-Channel-Gate muss. Und es läuft mit 33 K
Außerdem noch 33 k zwischen NPN Transistor und P-channel und 1k zwischen NPN und AVR.
Es scheint so zu funktionieren. Vielen Dank.

Die Spannung am L7809 sinkt von 8,88 V auf 8,87 V bei abnehmender Spannung des Akkus (12V bis 11 V). Das ist noch ok für den Sensor-Spannungsteiler dahinter, denke ich. Aber es irritiert mich doch, da der IRL5303 ja bei etwa 5 Volt voll durchschalten sollte und mindestens 11 Volt bekommt. Ob er nun 11V oder 12V (oder alles zwischen 5 und 20) ans Gate bekommt, sollte ihm ja eigentlich egal sein.

Aber so läufts ja erst mal. Bis dahin nochmal Danke.
Bin weiterhin für Warnhinweise und Optimierungsvorschläge offen.

[Besserwessi]

Bei der FET Variante braucht man eigentlich auch nur 2 Widerstände. Nur der eine Widerstand von Gate nach Source, dafür keiner von Gate zum Transistor davor.
Hier noch mal die schaltungen als Bild:
Die Widerstände könnten z.B. jeweils 10 K sein. Der MOSFET typ ist allerdings deutlich zu groß hier. Da also eher ein BS250 oder so.

[tobiastob]

Danke! Ist kein Eagle, oder? Wirkt es sich denn e-technisch negativ aus, dass ich einen überdimensionierten P-Channel-FET habe?
Noch eine kleine Frage: Wenn ich einen Spannungsteiler am ADC mit einem 15pF Kerko gegen, trotz eingeleiteter Gegenmaßnahmen, verbliebene "Reststörfrequenzen" schützen möchte, muss ich dann den Kerko parallel zu beiden Teilwiderständen, oder besser zwischen ADC-Pin und GND setzen?

[Besserwessi]

Ein übedimensionierte P-Fet sollte nicht wesentlich schaden, das Auschalten geht dann nur langsamer.

Der Schaltplan oben wurden mit EAGLE gezeichnet, dann als Bild exportiert (150 dpi monocrom) und dann in PNG ungewandelt, um das File klein zu halten.

Um Störungen rauszufiltern sollte der Kondensator gegen AGND geschaltet sein. 15 pF bringen allerdings so gut wie nichts. Kondensatoren parallel zu beiden Widerständen eines Spannungsteilers nutzt man, wenn man schnelle Signale teilen will und die nicht so sehr durch parasitäte Kapatzitäten verändert werden sollen.

Es gibt auch noch ein gewisses Problem wenn der Kondensator kleiner als etwa 5-10nF ist. Dann ist der Kondensator zu klein (weniger als 1024 mal S&H Kondensator) um die Spannung richtig zu puffern, aber er verlängert die Zeitkonstante am Eingang. Aufeinanderfolgende AD wandlungen sind dann nicht mehr völlig unabhängig, man behält noch einen kleinen Rest von der vorherigen Spannung.