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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 5V Spannung aus Variabler Eingangsspannung 5V - 30V generieren.


Autor: bestromer (Gast)
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Guten Tag erstmal,

kurze Info vorab. Ich realisiere eine Zweidrahtstromschnittstelle mit 
besonderen Anforderungen. Kein TTY.

Offset = Ilow = 4 - 19 mA
Stromhub = Ihigh = 22 - 30 mA
Datenrate 190 KHz

Wie ihr anhand des Schaltplanes erkennen könnt wird der Stromhub anhand 
einer Konstantstromquelle die über einen Transistor geschaltet wird 
realisiert.
Der Transistor wird mit Hilfe eines Optokopplers geschaltet. Die 
erforderliche Beschaltung wurde zum besseren Verständnis erstmals 
weggelassen.

Nun zum Problem:
Der Optokoppler 6N137 benötigt eine 5V Versorgungsspannung. Diese möchte 
ich gerne aus der Variablen Versorgungsspannung 5V - 30V generieren. 
Durch die Versorgung des Optoko. möchte ich ebenfalls den Offsetstrom 
bilden.

Ein Spannungsregler kommt dabei ja nicht in Frage, da an jedem Regler
minimal 2V bis 3V abfällt. Oder kennt jemand welchen??

Z-Diode braucht ja einen Vorwiederstand. Dieser würde aber bei Variabler 
Versorgungsspannung meinen Offsetstrom so beeinflussen, das ich nicht 
mehr in der Spezifikation bin.

Hab ihr noch andere Ideen wie ich das realisieren kann.

Gruß

Autor: Fralla (Gast)
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Low drop, oder "ultra" low drop Spannungsregler? National, LT

Autor: Knut (Gast)
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Mach zwei stromquellen, eine immer aktiv und eine geschaltet. Dadurch 
hast du deinen Offset und durch die zweite, geschaltete deinen high 
Pegel!


Gruß Knut

Autor: MaWin (Gast)
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> 5V Versorgungsspannung. Diese möchte ich gerne aus
> der Variablen Versorgungsspannung 5V - 30V generieren

Es ist halt immer extrem ungeschickt,
den Eingangsspannungsbereich und Ausgangsspannungbereich
mit der gleichen Grenze zu wählen,
denn da bleibt nichts für die Regelschaltung übrig.

Da aber der Rest deiner Schaltung sowieso nicht funktioniert
ist das nicht so wichtig.

Schon die Bauteilauswahl ist ungeschickt, da dein 6N137 im
ungünstigen Fall schon 13mA braucht, dein LM317 leider 5mA
Mindeststrom hat, bist du mit 18mA auch knapp an der 19mA
Grenze.

Hättest du stattdessen einen LP2951-3.3 (0.66W, also nicht
gerade TO92 nehmen) genommen, der weniger Eigenstrom braucht
und mehr Headroom hat, an einen Ausgang 220 Ohm gehangen
(macht 15mA Strom bei 0) und einen Phototransistor mit 330
Ohm (macht 10mA mehr bei eingeschaltetem Transistor), wäre
die Schaltung wohl einfacher geworden.

        +------+
5-30V --|LP2951|--+--+
        +------+  | 220R
           |    330R |
           |      |  >| Phototransistor
  ---------+------+--+

Bleibt die Frage, welcher Phototransistor ist schnell
genug um 190kHz schalten zu können ohne daß er viel
mehr als 10mA für die Sende-LED braucht (also 100% CTR).
Der 6N136 müsste wohl eher mit 50mA angesteuert werden.
Ich nehm aber an daß es schon ein Wald und Wiesen Typ
tut wie 4N28 oder CNY17.

Autor: Blindleistung ist auch 'ne Leistung (Gast)
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Wie wärs mit nem Tiefsetzsteller? Läßt sich mit einer Hand voll 
Bauteilen und einem Steuerbaustein (z.B. LM 2576 oder so) ganz einfach 
bauen.
Ein Problem könnte jedoch sein, ob Du bei 5V am Eingang auch 5V am 
Ausgang bekommst (also ob der Regeler "am Anschlag" noch funktioniert).

Autor: Oleg A. (oga)
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Schau mal da:

"Zero-Drop," 0.5-A Voltage Regulator Costs Under $1

http://electronicdesign.com/article/power/-zero-dr...

Autor: Wolfgang M. (womai)
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Naja, da gibt's mehrere Moeglichkeiten:

- Wenn Deine Schaltunmg mit etwas weniger also 5V leben kann (z.B. 
minimal 4.5V), nimm einfach einen linearen low-dropout-Regulator und 
stell ihn auf 4.5V Ausgangsspannung ein; man bekommt ohne Probleme 
Typen, die bloss 200-300mV Spannungsabfall haben.

- Vielleicht kannst Du ja die Schaltung so aendern, dass die verwendeten 
Bauteile mit 3.3V statt 5V laufen?

- Ansonsten koenntest Du einen Schaltregulator (switching power supply) 
aufbauen - da gibt es jede Menge Designs (nicht mal so kompliziert), die 
sowohl rauf- als auch runterregeln koennen, also z.B. 5V 
Ausgangsspannung aus 3 - 30 V Eingangsspannung. Weiterer Vorteil - der 
Wirkungsgrad ist hoch (so typisch 70 - 95%), somit wird nur wenig 
Leistungs als Waerme verbraten und Du hast weniger Probleme mit der 
Kuehlung. Im Gegensatz dazu verbraet ein linearer Regulator Unmengen an 
Energie wenn Eingangs- und Ausgangsspannung sehr unterschiedlich sind, 
z.B. 30V rein, 5V raus, 20mA --> Waermeleistung (30-5)*0.02=0.5W).

Solche Regulatoren gibt es auch schon als fertig aufgebaute Module fuer 
maessig wenig Geld (so ab ca. 10 Euro), z.B. diesen hier (der hat aber 
9V max. am Eingang, wuerde also fuer Deine Zwecke nicht reichen - musst 
also einen geeigneten selber suchen):

http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.d...

Wolfgang

Autor: bestromer (Gast)
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Hallo,

danke für diese Ideen. Hab jetzt ne Lösung gefunden die Funktioniert.
Nimm mir dabei die tollen Eigenschaften des 6N317 zu Hilfe. :)

Der OK hat nen ruhestrom von 10mA ( mein Offsetstrom )
beim schalten hat er ne Stromaufnahme von ca. 15mA ( mein Stromhub ) je 
nach Pullup. Perfekt voll in Spek.

Benutze einen Festspannungsregler alla 7805 allerdings ohne 
glättungskondesatoren. Fertig ist meine Stromschnittstelle.
Läuft von nicht ganz 5V bis 30V und bis zu ner Frequenz von gut 800KHz 
ohne Probleme.

Den OK Ausgang lass ich dabei völlig außer acht.
Noch ein paar stütz C's an richtiger stelle und alles ist i.O.

Ich werd das ganze noch mal mit nem linearen low-dropout-Regulator 
versuchen, da minimale OK Spannung 4,5V ist.

Vielen Dank für eure Hilfe.

Gruß

Autor: bestromer (Gast)
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6N137 mein ich natürlich

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