Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MC34063 Inverterterschaltung (+5V -> -~22V) funktioniert nicht


von rainer (Gast)


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Hallo,

ich brauche für ein kleines Displayprojekt eine negative 
Kontrastspannung von circa. -20 - -22V und wollte dazu diese [1] 
Schaltung von Ronald Daleske verwenden. Also alle Komponenten besorgt 
und aufgebaut (siehe Bild anbei) und festgestellt, dass es nicht 
funktioniert. Ich habe jetzt mindestens 10 mal alles neu aufgebaut und 
die Komponenten mit den geforderten Verglichen und sogar eine axiale 
Drosselspule von 470µH versucht [2].

Leider kommen keine -22 V heraus, sondern nur rund -7,63V; es startet 
bei -4V und klettert dann auf -7,63V rauf.

Auf dem IC steht:
> 34063AP1
> 5AT
> 1412G
und noch ein "ON".

So langsam verzweifle ich ein wenig, da ich m.M.n. alle Fehlerquellen 
ausgeschlossen habe (aber irgendwo muss der Fehler ja her kommen). Habt 
Ihr eine Idee, wie ich das Problem lösen kann? Oder was hier überhaupt 
das Problem ist?

Viele Grüße!

P.S.: einzige weitere Abweichung ist bei mir bei C2: anstatt 22µF 25V 
habe ich 22µF 35V verwendet!

[1] 
http://www.projekte.daleske.de/mcp/48_CPD-Modul_LCDController/Schaltplan_DC_DC.png
[2] 
http://www.pollin.de/shop/t/MTM5OTA5OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Spulen_Filter/Drosselspulen_SMCC_axial.html

: Verschoben durch User
von (prx) A. K. (prx)


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https://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063#Invertierender_Wandler

Steckbrettaufbau von Schaltreglern ist problematisch.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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rainer schrieb:
> Leider kommen keine -22 V heraus, sondern nur rund -7,63V; es startet
> bei -4V und klettert dann auf -7,63V rauf.

Wie soll der bei -4V starten können, wenn vorher weit und breit nirgends 
einen negative Spannung vorhanden war?

von MaWin (Gast)


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rainer schrieb:
> 
http://www.projekte.daleske.de/mcp/48_CPD-Modul_LCDController/Schaltplan_DC_DC.png

1 geht an GND, 2 nicht angeschlossen ?

Völlig falsche Schaltung.

Schau doch einfach mal inos Datenblatt des Bausteins, den du verbaust

http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC34063A-D.PDF

Da stehen sogar funktionierende Leiterplattenlayouts drin.

Ein BC557 mit 330 Ohm Basiswiderstand der 300mA schalten soll, ist auch 
unsinnig ausgelegt, ich würde dessen Strom auch gar nicht mitmessen mit 
Rsc.

Nimm BC327.

von ArnoR (Gast)


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Die 1N4004 ist mit 30kHz überfordert, nimm eine UF4001 o.ä..

von (prx) A. K. (prx)


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von MaWin (Gast)


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A. K. schrieb:
> Bissel schräg, aber das Prinzip ist direkt von hier:

Ja, und ? Funktioniert nicht. SWE (Pin2) muss an Masse.
SWC (Pin1) könnte ja offen bleiben, so lange man niedrige Ströme 
schaltet.
Aber einen externen Transi verwenden, wenn es der interne täte, ist 
nicht besonders schlau.

Auch bezieht die Schaltung GND auf die negative Ausgangsspannung. Da 
sollte wenigstens eine Diode von GND (Pin4) nach GND (Eingang)

von rainer (Gast)


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Hallo,

und danke für die Antworten, auch wen manche für mich etwas verwirrend 
sind oder nicht zusammenpassen ;-) ... eigentlich dachte ich, dass es in 
dem Projekt von R. Daleske funktioniert hat und so auch bei mir 
funktioniert - aber falsch gedacht.

Ich habe mal diese Schaltung 
https://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063#Invertierender_Wandler 
aufgebaut und bekomme -0,0V heraus. Vielleicht liegt es an meiner 
Dummheit, aber eigentlich habe ich alles mehrmals geprüft.

Was läuft hier nur so schief? Außerdem: dort werden ja -14,5V erzeugt. 
Wie bekomme ich aber meine -20V?

Weiterhin: welche alternativen Ideen habt ihr, um aus 5V einfach -20V zu 
erzeugen?

Viele Grüße!

von rainer (Gast)


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Noch eine Frage:

A. K. schrieb:
> Steckbrettaufbau von Schaltreglern ist problematisch.

meint Ihr, dass es eine Chance gibt, dass es funktioniert, wenn ich es 
auf einer Strifen-/Lochrasterplatine aufbaue (nach den Plänen von R.D.)?

von Joe (Gast)


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Wieso ist PIN 1 an Masse, ist ein Kollektor?

Bau doch mal die Schaltung aus dem Datenblatt auf Seite 8 auf!

von (prx) A. K. (prx)


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MaWin schrieb:
> Ja, und ? Funktioniert nicht.

Dem Text zufolge hatte Benedikt diese Schaltung real genutzt. Dass sie 
unkonventionell ist, weil der interne Leistungstransistor zur CB-Diode 
degeneriert, das hat er dort auch geschrieben.

> Aber einen externen Transi verwenden, wenn es der interne täte, ist
> nicht besonders schlau.

Steht ebenfalls im Artikel: Wirkungsgrad. Bei 5V Versorgung der 
Schaltung sorgt der interne Darlington für hässlich viel Verlust.

von (prx) A. K. (prx)


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rainer schrieb:
> meint Ihr, dass es eine Chance gibt, dass es funktioniert, wenn ich es
> auf einer Strifen-/Lochrasterplatine aufbaue (nach den Plänen von R.D.)?

Lötpunktrasteraufbau ist möglich. Streifenraster würde ich aufgrund der 
damit verbundenen Layout-Zwänge nicht empfehlen. Lothars Designregeln 
gelten sinngemäss adaptiert auch für Lötpunktraster und für andere 
Schaltreglertopologien: 
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

Dass die 1N400x dafür nicht taugt und der Transistor etwas schwach ist 
wurde bereits erwähnt. Schau dir lieber die Version(en) im oben 
verlinkten Artikel an.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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rainer schrieb:
> ich brauche für ein kleines Displayprojekt eine negative
> Kontrastspannung von circa. -20 - -22V

Sicher, dass es -20V gegenüber Masse sind?

Die Kontrastspannung von Displays ist prinzipbedingt auf die 
Versorgungsspannung des Displays bezogen. Der Wert wird in den 
Datasheets daher oft gegenüber V+ angegeben, also nicht gegenüber Masse.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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rainer schrieb:
> [2]
> 
http://www.pollin.de/shop/t/MTM5OTA5OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Spulen_Filter/Drosselspulen_SMCC_axial.html

Die oben im Bild gezeigte Spule hast du nicht dokumentiert. Diese hier 
hat ein Limit von 170mA. Beide Schaltungen, sowohl die deine als auch 
die im hiesigen Artikel, sind per 1 Ohm Messwiderstand für einen 
Grenzstrom von ca. 300mA dimensioniert.

Vielleicht reicht es aus, den Grenzsstrom zu reduzieren, indem der 
Widerstand auf ~2 Ohm angehoben wird. Sonst wird eine andere Spule 
fällig.

Diese Spule hat mit ca 8 Ohm auch einen recht heftigen Innenwiderstand.

Bei den Elkos sind bei Switchern generell Low-ESR Typen zu empfehlen.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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MaWin schrieb:
> SWE (Pin2) muss an Masse.

Das sollte freilich zu einem BE-Durchbruch führen, da die Basis des 
Darlingtons in der Abschaltphase auf -Vout liegt, nicht auf Masse. Siehe 
Text zu Benedikts Variante 3.

In seiner Variante 2, der Originalschaltung aus dem Datasheet, liegt SWE 
auf -Vout, was zu einem hohem Verlust durch den Basisstrom des externen 
Schalttransistors führt.

: Bearbeitet durch User
von bei -4V starte ich auch gleich (Gast)


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A. K. schrieb:
> rainer schrieb:
>> Leider kommen keine -22 V heraus, sondern nur rund -7,63V; es startet
>> bei -4V und klettert dann auf -7,63V rauf.
>
> Wie soll der bei -4V starten können, wenn vorher weit und breit nirgends
> einen negative Spannung vorhanden war?

genau das frag ich ihn auch... nun, es gibt zwar eine mögliche 
technische Lösung und Erklärung, wie man die besagten Minus 22 VDC 
erzeugen kann, aber ich verrate nicht alles... Soviel vielleicht nur: 
eine PWM-Schaltung mit dem 555 sowie einem OPV mit einem 
Darlington-PNP/NPN-Paar oder Mosfets - aber mehr muss er schon selber 
das Web durchsuchen - gibt tausende Lösungen dafür. Hier soll ja nur 
eine Hilfe gegeben werden, und keine ganzen Schaltungen - zumal die ja 
andre schon zu tausendhaft im www und in Fachbüchern beschreiben.

Tip ausreichend? cool... da war der Besuch ja lohnenswert hier.

von Toxic (Gast)


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Hier ist eine Berechnungsvorlage plus entsprechendem Schaltplan auf 
HTMLbasis.
Entpacken und index.html doppelklicken.
Sinnvolle Werte eingeben, aufbauen und hoffen dass es funktioniert....

von Paul B. (paul_baumann)


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@Rainer
Mach erst mal eine Schottky-Diode statt der "normalen" rein. Die 
Schaltung an sich ist Glückssache, weil sie nicht mit jedem Schaltkreis 
von jedem Hersteller funktioniert. Ich hatte sie probeweise mal 
aufgebaut und fand hier nur, daß es mit einem Schaltkreis von der Firma 
"ST" funktioniert, aber mit 3 anderen (untereinander gleichen) überhaupt 
nicht (schwingt nicht)

MfG Paul

Edith sagt:
Es war die o.g. Schaltung
https://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063#Invertierende_Schaltungsvariante_4_mit_externem_Transistor.2C_Eigenkreation

die ich benutzte.

: Bearbeitet durch User
von c-hater (Gast)


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rainer schrieb:

> ich brauche für ein kleines Displayprojekt eine negative
> Kontrastspannung von circa. -20 - -22V

Das erledige ich immer gleich mit dem Controller, der auch das Display 
ansteuert, wobei die Wandlerfrequenz i.d.R. direkt der Zeilenfrequenz 
des
Displays entspricht (der Timer, der den ganzen Display-Kram steuert, 
kann dann auch gleich noch nebenbei die PWM für den Wandler erzeugen).

Die Regelung der so erzeugten "Kontrastspannung" ist völlig 
unproblematisch, ein simpler Zweipunktregler, der bei Überschreitung der 
Sollspannung einfach nur den nächsten Wandlerzyklus komplett ausfallen 
läßt, tut es sehr gut. Man braucht nur einmalig zum "Abgleich" den 
PWM-Duty langsam hochdrehen, bis der Regler bei Sollspannung gerade etwa 
ein Viertel der Zyklen ausfallen läßt, dieser Duty-Wert kann dann als 
Konstante verwendet werden, da braucht man nie mehr was dran zu ändern.

Was außer dem Controller und der Software dann noch nötig ist, ist 
ziemlich genau derselbe Scheiß, den man auch braucht, wenn man einen 
zusätzlichen Switcher-IC wie etwa den MC34063 verwendet, bloß einige der 
für die konkrete Anwendung völlig überflüssigen Teile kann man getrost 
weglassen. Z.B. Stromsensor: braucht hier kein Schwein, genausowenig wie 
irgendwelche frequenzbestimmenden Bauelemente.

Was bezüglich der Funktion bleibt, ist der Aktor (ich nehme 
üblicherweise IRLZ34N, weil ich den sowieso immer rumzuliegen habe, auch 
wenn er für diese Anwendung i.d.R. hoffnungslos überdimensioniert ist), 
die Diode (hier ist eine schnelle Shottky-Diode ausreichender 
Sperrspannung zu empfehlen), zwei Widerstände für den Spannungsteiler 
der Mess-Spannung und letztlich die passende Induktivität.

All das (außer vielleicht dem Aktor, dafür aber anderen unnützen 
Quatsch) brauchst du auch, wenn du einen zusätzlichen IC mit der Sache 
beschäftigst. Also wozu soll das gut sein?

Mal ganz abgesehen von den Schwierigkeiten der Ansteuerung. Praktisch 
alle LC-Displays verlangen ein definierte Reihenfolge der Zu- und 
Abschaltung der einzelnen Spannungen, sonst halten sie nicht lange. Das 
ist bei der weitgehend reinen Softwarelösung viel einfacher 
sicherzustellen, als wenn du auch noch einen externen Switcher ansteuern 
musst. Gerade wenn es so ein barbarisches Teil wie der MC34063 ist, der 
nicht einmal über einen dedizierten "Enable"-Eingang verfügt, geschweige 
denn einen Ausgang, der über die aktuelle Ausgangsspannung informiert...

Außerdem gibt es noch einen anderen Grund, warum die zum Bildaufbau 
synchrone Softwarelösung besser ist: So vermeidet man völlig 
komplikationslos Schwebungseffekte zwischen Displayspannung und 
Ansteuerung, die u.U. zu einem hässlichem "Kontrast-Wabern" des 
Displayinhalts führen können.

Dasselbe gilt (noch stärker) übrigens auch für ein eventuell vorhandenes 
Backlight, welches nicht einfach mit DC angesteuert werden kann oder 
soll. Auch hier ist es am einfachsten, das Problem ganz grundlegend 
dadurch zu vermeiden, dass auch Betriebsspannung bzw. Strom des BL vom 
Controller synchron mit erzeugt werden. Prinzip und Bauelemente sind 
genau dieselben, bloß dass hier ggf. (LED-Backlight) nicht die Spannung, 
sondern der Strom gemessen wird, was dann noch einen Widerstand spart...

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