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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsvervielfacher


Autor: Sebastian K. (basti)
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Hallo!
Ich bin im "ElKo" auf den Artikel "Positive und negative
Zusatzspannung aus Gleichspannung" gestossen (
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere... ). Dort
wird eine Schaltung mit Schmitt Triggern angegeben, mit der man die
Eingangsspannung verdoppeln kann. Des weiteren das ganze in Kombination
mit einer Villardschaltung, wobei man anscheinend pro Stufe eine Diode
einsparen kann (halbiert den Spannungsverlust)

Nun hab ich das ganze mal etwas abgewandelt, da mir 10mA oder weniger
an max. Ausgangsstrom zu wenig sind. Ich habe statt 5 CMOS-Schmitt
Triggern einfach je 2 Leistungs FET's (hier BUZ11, weiß aber nicht ob
die optimal sind) mit zwei invertierenden Schmitt Triggern (zur
Takterzeugung) und einem ICL7667 angesteuert.
An JP2 (Schaltplan links unten) müsste theoretisch die 6fache
Eingangsspannung anstehen, was bei ca 10V Vcc etwa 60V - Verluste sein
müssten.
Die Villardschaltung ist dann beliebig erweiterbar. Der Wirkungsgrad
liegt auch (anscheinend) recht gut bei ca. 75-89%!
Als invertierenden Schmitt Trigger würde ich einen HEF40106B (CMOS)
verwenden (Eingangsspannug von 3-15V, brauch ich nicht noch extra 5V
für Logik oder so).

Ich hab mit FET's usw. nicht so viel am Hut, ich wäre froh wenn ihr
euch die Schaltung anschauen könntet und mal ne Meinung oder Ratschläge
dazu hier rein schreiben könntet!

MfG
Basti

Autor: Hubert.G (Gast)
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Ich bin auch kein FET-Spezialist, aber wenn OutA auf High geht dann
schalten Q1 und Q2 durch und dann ist schluss.
Mit dem Wirkungsgrad für eine Villardschaltung liegst du meiner Meinung
nach aber weit daneben.
Überlege mal ob nicht ein Step-Up Regler besser ist.

Autor: Richard W. (thunderstorm)
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wenn du die leistung einer Villard-Schaltung erhöhen willst, musst du
in erster Linie die Kapazitäten der Kondensatoren erhöhen.

Ein Spannungswandler mit ein paar kHz Takt und einen kleinen Trafo
wären da besser. Villardschaltungen sind AFAIK für größere Leistungen
nicht rentalbel.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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genau, es rumst im Gegentakt. Abgesehen davon , dass die oberen Fets nie
richtig durchsteuern...
Sonst vom Ansatz her ok, die 1uF erlauben aber auch keinen wahnsinnigen
Strom. Wenn Du eh schon 40106 verwendest und mit 12Volt arbeitest,
kannst Du den 7667 auch weglassen.
Mit einem Gatter machst Du den Takt, mit den 2. Gatter die Invertierung
und vor jeden FET nochmal ein Gatter für den schnellen Pegelwechsel.
Als Mosfet N-Kanal für die unteren Irxx2905 (habe ich jetzt nicht genau
im Kopf) für die oberen P-Kanal IRLR5305(? dito). Gibt es bei Reichelt
für ein paar Cent. Setup Regler mit einem hier so geliebten MC34063
sollte vom Wirkungsgrad besser gehen. UC 3843 ist mein Favorit. Wie
viel mA brauchst Du auf der 60Volt Seite?

AxelR.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-270461...
der P-Kanal war schonmal richtig :-))

Autor: Mario (Gast)
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Hallo,

ich bin jetzt was die Villard-Schaltung angeht nicht wirklich ein
Profi.  Jedenfalls kenne ich auch nicht den Grund warum diese Schaltung
eingesetzt wird/werden sollte. Normalerweise macht man sowas mit
Schaltreglern, deren Wirkungsgrad auch so bei >75% liegt.
Der einfachste Aufbau ist ein Rechteckgenerator, an dessen Ausgang eine
Spule nach Vcc und eine Diode (Schottky) in Durchlassrichtung geschalten
ist. An der Diode greift man dann auch die Spannung ab - sollte mit
einem Kondensator noch geglättet werden. Die Ausgangsspannung wird dann
über das Tastverhältnis eingestellt.
Natürlich gibts dazu auch eine meinge Chips, teils mit eingebauter,
teils mit externer Treiberstufe - da ist für jeden Geschmack was
dabei.

Gruß
Mario

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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ich habe damals C5 und C7 auf Masse gelegt. C4 und C6 über Emitterfolger
NPN+PNP an einen 555. C4 und C6 hatten 2200uF, C5 und C7 je 1000uF. War
ein Spannungswandler von 6Volt auf 12Volt. Kam gerademal 700-800mA raus
und das ganze war riesengroß. War aber auch 1983...

Das bekommt man mit 2Transistoren (wieder NPN+PNP), einer 10uH UKW
Drossel, einer schnellen Schottky Diode und einem 220uF im Ausgang
wesentlich kleiner, besser und einigermßen eleganter hin.

Aber Du brauchst sicher die Schaltung, um hier höherer Spannungen zu
erzeugen, da Du ja sagtest, die Schaltung kann beliebig erweitert
werden. Da ist mit einem Stepup-Wandler irgentwann Schluß (zumindest
mit einer Spule), kommt eben auf den Strom an den Du brauchst - weiss
ich ja nicht...

Gruß
AR.

Autor: Sebastian K. (basti)
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Hallo!
Erstmal danke für die vielen Antworten!

Die Villardschaltung soll bei 4 Stufen natürlich nicht aufhören, da
wäre ein Step-Up-Regler sicherlich besser.
Ich wollte mir so ein Teil für kleine (also wirklich kleine)
Hochspannugsexperimente bastelln.

Ich bin aber echt am überlegen ob ich dazwischen noch einen Trafo
machen soll, 10Volt pro Stufe sind wirklich nicht viel!
Im Prinzip könnte ich doch statt der Villardschaltung erst einen Trafo
anschließen und dann die Villard, oder?
Das mit den P und N-Kanal FET's hab ich noch nicht so ganz
verstanden...Q1/Q3 N-Kanal, Q2/Q4 P-Kanal? Und davor noch je ein Gatter
(des 40106?) um genug Strom für die Umladung bereitzustellen (bei
geplanten 38kHz)?

Muss ich, um einen Trafo dazwischen zu bauen, noch andere
(Schaltungstechnische) Dinge berücksichtigen? Bis zu welchem
Übersetzungsverhältnis kann ich bei einem normalen "50Hz" Trafo gehen
(und sollte ich dann nicht lieber einen kleinere Frequenz wählen)?

Fragen über fragen...ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen :-)

Autor: Richard W. (thunderstorm)
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Servus,

AFAIK wird das Übersetznugsverhältnis beim Trafo mit steigender
Frequenz besser. Irgendwo ist aber der Hochpunkt erreicht,  und dann
gehts mit dem Wirkungsgrad bergab, weil das Kernmaterial nicht mehr
mitmacht.

Autor: Das Gewissen (Gast)
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> Der Wirkungsgrad liegt auch (anscheinend) recht
> gut bei ca. 75-89%!

Ah, und wer hat Dir diesen totalen Blödsinn erzählt? Deine Großmutter?

Autor: Richard W. (thunderstorm)
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Servus,

///
> Der Wirkungsgrad liegt auch (anscheinend) recht
> gut bei ca. 75-89%!

Ah, und wer hat Dir diesen totalen Blödsinn erzählt? Deine Großmutter?
///

nananna. Nich böse werdn.

Wie Hoch ist denn der Wirkungsgrad???? Ich weiß ihn selbst nicht.

Autor: Mario (Gast)
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Hallo,

ich weiß ja nicht wo bei Dir die Hochspannung anfängt.
Am einfachsten Du baust Dir eine Kaskade aus einem alten Fernseher aus,
ich glaub die hat bis 15kV am Ausgang.
Sonst gibts da ja die bekannten verdächtigen, aus der Elektrostatik.
- ja wie der Name sagt für keine dauerhaft großen Ströme, nur Funken
ziehen und so.
Alternativ kann man auch mit dem Tesla-Trafo zu werke gehen.

Schau mal da:

http://de.wikipedia.org/wiki/Influenzmaschine

Autor: Sebastian K. (basti)
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Gute frage, es sollte halt einen einigermaßen sichtbaren Lichtbogen
geben...ich hab da an ca. 1500-2000V gedacht! Funktenstrecke muss nicht
mehr als 5-10cm sein :-)

Autor: Richard W. (thunderstorm)
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Servus,

***
Funktenstrecke muss nicht
mehr als 5-10cm sein :-)
***

=> 50 bis 100 KILOVOLT

Autor: Hubert.G (Gast)
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Vieleicht ist das ein Gedankenanstoss, ist allerdings schon etwas
älter.

Hubert

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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das Dir das mal nicht alles um die Ohren fliegt

Autor: AxelR (Gast)
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habe nochwas für Dich gefunden.
Aber pass bitte auf, das Dir nichts passiert. Das "juckt" ordentlich.
Habe ich selber schon in schmerzhafter Weise erfahren müssen!
http://www.trifolium.de/netzteil/kap13.html ganz unten

AR.

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