Stromverteiler

Häufig besteht der Wunsch, einen Stromkreis (Last) abwechselnd mit verschiedenen Stromquellen zu versorgen, z.B. mit der internen Batterie oder einem externen Netzgerät.

Dieses kann natürlich mit einem mechanischen Umschalter von der Batterie auf das externe Netzgerät erfolgen. Das bedeutet aber, dass die zu versorgende Schaltung kurzzeitig ohne Strom ist. Ein Raspberry Pi würde dann neu starten.

Ein elektronischer Schalter ohne Unterbrechung ist notwendig. Dieser kann einfach mit zwei MOSFFETs und zwei Dioden realisiert werden.

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

Wenn beide Eingänge aktiv sind (0V anliegt), wird der Strom von der Quelle mit der höheren Spannung geliefert. Die andere Quelle wird nicht beeinflusst, da sie durch eine Diode entkoppelt ist.

Diese Schaltung hat den Nachteil, dass sich im Strompfad eine Diode befindet, an der eine Flussspannung von 0,6V abfällt. Bei einer Schottky-Diode sind es 0,3V. Bei kleinen Spannungen sind diese Verluste meistens zu groß.

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

TPS2552

Mit modernen Chips geht das viel einfacher.

Diese Schaltung hat den Vorteil, dass ein TPS2552 den MOSFET und die Diode ersetzt und einen geringen Spannungsabfall von wenigen mV aufweist. Der TPS2552 ist somit eine schaltbare Ideale Diode.

• Beschreibung des TPS2552

Eigenschaften

• Der TPS2552 hat eine eingebaute elektronische Sicherung, die zwischen 70mA und 1,5A eingestellt werden kann.

• Der maximale Strom wird mit dem Widerstand R_lim eingestellt.

• Bei R_lim=4,7k sind es etwa 500mA.

• Der Ausgang ~Fault signalisiert, dass die elektronische Sicherung ausgelöst hat.

• ~Fault wird auch aktiv, wenn die Ausgangsspannung größer als die Eingangsspannung ist, also im Rückwärts-Betrieb (Reverse-Betrieb).

• Eine LED mit einem Vorwiderstand zwischen ~Fault und U_in leuchtet im Fehlerfall.

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

Varianten

Der TPS2552 begrenzt den Strom auf den eingestellten Wert, wenn dieser überschritten wird. Bei Überhitzung des TPS2552 wird der Strom weiter reduziert.

Der TPS2552-1 schaltet ab, wenn der eingestellte Strom überschritten wird.

Der TPS2553 und der TPS2553-1 haben Eingänge En, die HIGH-aktiv sind.

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