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
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.
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
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.
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.
