Hallo zusammen, ich bin am basteln mit Ladungspumpen und denke ich habe diese auch weitestgehend verstanden. Ich hätte aber noch eine spezielle Frage, die ich mir selber und auch mit Hilfe diverser Fachbücher nicht recht beantworten kann. Vielleicht ist es ja ganz einfach, ich versteh es leider noch nicht richtig. Also haut mich nicht. Ich habe mir eine mehrstufige Ladungspumpe gebaut, die im Leerlauf meine Spannung von 5V auf ca. 21,5V hoch setzt. Funktioniert so weit ganz gut. Wenn ich jetzt aber mit nur 3 mA belaste, bricht mir die Spannung auf ca. 12V ein. Wieso ist die Ausgangsspannung so weich? Ich weiß ja, dass Ladungspumpen nicht gerade für große Leistungen geeignet sind, aber so wenig? Mache ich was falsch. Werte: Dioden: 1N4148 Kondensatoren: 10uF Ich weiß auch nicht recht, ob ich richtig dimensioniere, hab einfach kein Erfahrung. Den Takt(50kHz) mache ich mit einem Frequenzgenerator (Rout: 50R). Bitte lasst mich nicht dumm sterben! Danke
Du musst dir ja mal überlegen, was du an Ladung in welcher Zeit rein und rausholst - davon hängt ja auch die Belastbarkeit ab.
LuXXuS 909 schrieb: > Du musst dir ja mal überlegen, was du an Ladung in welcher Zeit rein und > rausholst - davon hängt ja auch die Belastbarkeit ab. Ich verstehe nicht ganz was du meinst. Mit der Frequenz und der Kondensatorgröße habe ich schon gespielt.
aber die 50R von dem Generator behindern schon einzügiges Laden der ersten Stufe
Düsendieb schrieb: > aber die 50R von dem Generator behindern schon einzügiges Laden der > ersten Stufe Das heißt, ich bräuchte eine niederohmige Quelle für den Takt?
Schaltplan? Grundsätzlich sind Ladungspumpen weiche Spannungsquellen. Dabei gilt die Faustregel: Je mehr Stufen und je niedriger die Frequenz der Speisespannung, desto weicher... 5-stufig ist da schon recht ambitioniert. Um von 5V auf 21,5V zu kommen, würde ich keine Ladungspumpe verwenden, sondern einen kleinen Step-Up Wandler aufbauen. Gerade für Ausgangsströme bis zu 100mA gibts da einige passsende ICs, die nur eine kleine Speicherdrossel und etwas Hühnerfutter brauchen (ein paar gute Keramikkondensatoren an Ein- und Ausgang, sowie einen Spannungsteiler zum Einstellen der Ausgangsspannung) Schau mal bei den "üblichen Verdächtigen", z.B. TI oder Linear nach entsprechenden ICs... Gruß, Thosch
Aha, ich brauche doch aber nur 10 mA, das muss doch möglich sein! Bitte helft mir mal ein Wenig mit der Dimensionierung, wie geht ihr da vor?
Thosch schrieb: > Grundsätzlich sind Ladungspumpen weiche Spannungsquellen. Mit Verlaub, aber habt ihr Germanistik studiert? ;-) Redet doch nicht so um den heißen Brei herum. Ladungspumpen sind nicht weich, sondern haben einen hohen Innenwiderstand. Optimieren durch große Kapazitäten und geringe ESR. Die Quelle sollte niederohmig sein, genauso wie die Treiber. Und von 5V auf 21,5 ist für eine Ladunspumpe schon arg viel. Dafür braucht man ja mindestens vier Stufen. Lieber einen Hochsetzsteller aka boost converter verwenden.
Ich kann dir auch den Tipp geben deine Schaltung mal mit dem kostenlosen Programm LTSpice zu simulieren. Gruß, Alex
Ein Problem ist, dass bei einer Ladungspumpe die vorhergehende Stufe jeweils etwa den doppelten Strom der aktuellen Stufe aufbringen muss. Wenn die letzte Stufe 10mA liefern soll, muss die davor 20mA, davor 40mA usw. verarbeiten können, und das noch impulsförmig. Vorteilhaft sind hierbei Kapazitäten mit low ESR, etwa dieser: http://www.reichelt.de/?ARTICLE=84654 mit 0,07 Ohm Die Dioden sollten eine geringe Vf haben, damit nicht zuviel Spannung verloren geht. Eine Schottky Diode ist hier von Vorteil: http://www.reichelt.de/?ARTICLE=16041 mit max. 0,3V @400mA Wenn die erste Stufe mit 5V gespeist wird, ist es ratsam, möglichst viel von den 5V (Spannungshub) niederohmig vom Oszillator zu liefern. Hier scheint mir der Rechteckgenerator Bild 5.1D links gut geeignet: http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap5/Kapitel5.html Damit der Betrieb an 5V klappt, müssten die MOSFETs durch Logiklevel Typen ersetzt werden, z.B.: IRF7416 (P-Kanal) und IRF7413 (N-Kanal) Ggf. müssten die Widerstandswerte noch etwas angepasst werden, damit im Umschaltmoment auf keinen Fall beide MOSFETs leitend sind. Ist jetzt mal eher eine Diskussionsgrundlage und vielleicht teilweise etwas überdimensioniert, aber mit 3 Stufen von 5V auf 24V zu kommen, wohlgemerkt im 2stelligen mA-Bereich, sollte machbar sein.
Ladungspumpen sind nicht per se weich. Das Problem ist, dass im Leerlauf alle Spannungsabfälle verschwinden (da hat auch die Si Diode 0V), bei der geringsten Last tauchen sie aber wieder auf. Daher erscheint es beim Übergang von Leerlauf auf kleine Last erstmal so als bräche die Spannung kräftig ein, ist der Abfall der Komponenten aber erstmal erreicht ändert sich an der Ausgangsspannung nicht mehr viel. Also: Einfach eine Grundlast anhängen. Dann sieht man sofort die realen Spannungsabfälle und die Ausgangsspannung bleibt stabiler.
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