../icons/Logo.pngPraktische Elektronik

Stromverteiler

Oft hat man den Wunsch, eine Schaltung (Last) alternativ von verschiedenen Stromquellen zu versorgen, z.B. von der internen Batterie oder einem externen Netzgerät.

Diese kann man natürlich mit einem mechanischen Umschalter der von der Batterie auf das externe Netzgerät umschaltet. Damit wird aber die versorgte Schaltung kurzzeitig ohne Stromversorgung sein. Ein Raspberry Pi würde dann neu booten.

Ein elektronischer Umschalter ohne Unterbrechung ist notwendig.

Das kann einfach mit zwei MOFFET und zwei Dioden realisiert werden.

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Bild 1: Das Prinzip einer unterbrechungsfreien Stromverteilung

Die beiden Stromquellen werden über die Eingänge ~EN1 und ~EN2 aktiviert (Low-aktiv mit 0V an ~EN).

Wenn beide Eingänge aktiv sind (0V anliegt) wird der Strom von der Quelle kommen, die höhere Spannung hat. Die andere Quelle wird nicht beeinflusst, weil sie über eine Diode entkoppelt ist.

Diese Schaltung hat den Nachteil, dass im Strompfad eine Diode liegt und an ihr eine Flussspannung von 0,6V abfällt. Oder bei einer Schottkydiode 0,3V. Bei kleinen Spannungen sind diese Verluste meistens zu hoch.

Wir könnten die Dioden durch Ideale Dioden ersetzen. Das wird z.B. in Tutorial 2 Spannungsquellen versorgen einen Rasperry PI oder ä. USB Geräte vorgestellt.

Mit modernen Chips ist das wesentlich einfacher.

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Bild 2: Unterbrechungsfreie Stromverteilung mit TPS2552

Diese Schaltung hat den Vorteil, das ein TPS2552 den MOSFET und die Diode ersetzt und einen geringen Spannungsabfall von wenigen mV hat. Sie ist also eine schaltbare Ideale Diode.

Eigenschaften

  • Der TPS2552 hat eine eingebaute elektronische Sicherung, die zwischen 70mA und 1,5A einstellbar ist.
  • Eine Anzeige (~Fault), wenn die elektronische Sicherung aktiv ist, ist ebenfalls vorhanden.
  • Der maximale Strom wird über den Widerstand Rlim eingestellt.

Der ~Fault-Ausgang wird auch aktiv, wenn die Ausgangsspannung größer als die Eingangsspannung ist, im Rückwärts- oder Reverse-Betrieb.

  • Eine LED mit Vorwiderstand an Uin leuchtet im Fehlerfall.

Der TPS2552 ist für Spannungen von 2,5V bis 6,5V geeignet.

Varianten

Der TPS2552 begrenzt beim Überschreiten des eingestellten Strom auf eben diesen Wert. Bei der Strom wird weiter reduziert, wenn der TPS2552 überhitzt.

Der TPS2552-1 schaltet beim Überschreiten des eingestellten Strom ab.

Der TPS2553 und TPS2553-1 haben Eingänge En die High-aktiv sind.