Hallo!
Der Hintergrund ist dieser:
Ich habe mir ein GPS gekauft, dem die 1,2V aus nem Akku nicht reichen.
Ich möchte aber doch nicht ständig Batterien kaufen müssen. Deswegen
wollte ich eine Spannungsquelle bauen, die aus 2 Akkus genau 1,5V
rausholt, undzwar auch bei frisch geladenen Akkus mit über 1,4V und so
lange wie die Akkus zusammen noch genug Spannung für den Regler liefern.
Ich habe mich ein wenig umgeaschaut, hab aber keine Schaltung gefunden,
die passt. Normale Spannungsregler haben zu hohe Verluste und
Tiefsetzsteller habe ich nur mit festem Tastzeitverhältnis gefunden, der
Ausgang ist also nicht geregelt.
Ich dachte mir: Die 2,4V hängen an- und abschaltbar an einem
Kondensator. Sobald dort mehr als 1,5V anliegen, wird abgeschaltet und
bei weniger, angeschaltet. Am Kondensator hängt dann das GPS. Diesen
spannungsgesteuerten Schalter kann man sicherlich irgendwie verlustarm
aus Zenerdiode und OPV bauen, ich weiß nur nicht, wie.
Mein Wunsch ist ja nicht so abwegig, es gibt sicher Standardschaltungen
dafür. Da ich aber nicht weiß, wie sowas heißt, finde ich nichts.
Die Krönung wäre, wenn eine LED anzeigt, wann die Quelle kontinuierlich
am Kondensator hängt und die Spannung von da an nachlassen wird. Man
könnte das so machen, dass die LED immer dann leuchtet, wenn die Quelle
nicht am Kondensator hängt. Dann wird sie langsam dunkler und leuchtet
am Ende garnicht mehr.
Ich hoffe, jemand kann mir weiterhelfen.
MfG,
Mirko
Mirko Controller schrieb:> Ich dachte mir: Die 2,4V hängen an- und abschaltbar an einem> Kondensator. Sobald dort mehr als 1,5V anliegen, wird abgeschaltet und> bei weniger, angeschaltet.
Wenn ohne Spule: der Forenklassiker. Wird immer wieder mal
vorgeschlagen, ist aber Unfug. Wirkungsgrad wie Linearregler, stört wie
Sau.
Entsprechende Switcher müsste es bei den üblichen Verdächtigen geben.
Nur nicht zwangsläufig in bastelfreundlichem Gehäuse.
Mirko Controller schrieb:> Mein Wunsch ist ja nicht so abwegig, es gibt sicher Standardschaltungen> dafür. Da ich aber nicht weiß, wie sowas heißt, finde ich nichts.
such mal beim Elektronikladen deiner Wahl nach:
DC-DC Converter, Step Down, 1.5V
Hohe Effizienz bekommst du mit einem Step Down Converter. Google mal
danach. Gibt diverse ICs, welche mit ein paar Zusatzbauteilen (Spule,
Kondensator, Widerstände), einen solchen Converter darstellen.
Gruß Skriptkiddy
> und Tiefsetzsteller habe ich nur mit festem Tastzeitverhältnis> gefunden, der Ausgang ist also nicht geregelt.
Das haben Steller so an sich.
Du hättest Step Down SchaltREGLER suchen sollen.
> Ich dachte mir:
Blödsinn.
Man nimmt Bauteile wie LTC3549 oder TPS62260
und baut deren Schaltung laut Datenblatt nach.
Ich sage mal, Jein.
Nach meinem Verständnis braucht er Uin 2,5V nur bei Iout 250mA
Bei Iout 50mA genügen ihm 1,8V. Jetzt wissen wir natürlich nicht,
was sein GPS-Teil benötigt.
BMK schrieb:> Erfüllt genau die Anforderung und kommt ohne Speicherdrossel aus,> nur ein wenig Hühnerfutter.
Warum zum Geier[tm] soll man die Speicherdrossel denn unbedingt
weglassen? Die Dinger gibt's ja nun auch in Baugrößen, in denen
man früher noch nichtmal einen Widerstand verbaut hat.
BMK schrieb:> Sehr interessant finde ich dieses Teilchen:> http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps60503.html>> Erfüllt genau die Anforderung und kommt ohne Speicherdrossel aus,> nur ein wenig Hühnerfutter.
Du hast die Zickzack-Wirkungsgradkurven im Datenblatt gesehen?
Bei kleinen Eingangsspannungen ist der Wirkungsgrad nicht
besser als bei einem LDO. Das hängt u.a. mit dem sog. Konden-
sator-Paradoxon zusammen.
Gruss
Harald
http://www.holux.com/JCore/en/products/products_content.jsp?pno=341
das ist das GPS. 12 Stunden Laufzeit soll es haben. Nehmen wir mal eine
2400mAh Batterie an, das wäre 200mA Stromverbrauch.
Vielen Dank für die Hinweise. Ich werde mir die einzelnen Teile mal
angucken. Hatte mir, bis ich hier alles gelesen hab, dann doch eine
eigene Schaltung überlegt (Anhang).
Würde die nicht machen, was ich will?
Mirko Controller schrieb:> Würde die nicht machen, was ich will?
Klar, aber halt als Linearregler, d. h. die nicht im eigentlichen
Verbraucher benötigte Leistung wird einfach verheizt. Das ist wohl
nicht das, was du willst. Für das, was du willst, braucht man
einen Energiespeicher, und wie du an der Diskussion um den TPS60503
siehst, reichen Kondensatoren alleine für eine Abwärtswandlung
nicht aus, wenn man gute Wirkungsgrade erreichen will.
Mirko Controller schrieb:> Würde die nicht machen, was ich will?
Nein, die macht was sie will. Und die Kapazität am Ausgang wird dafür
sorgen, dass ihr und dein Wille nicht deckungsgleich sein werden.
Mirko Controller schrieb:> Ich habe mir ein GPS gekauft, dem die 1,2V aus nem Akku nicht reichen.
Das möchte ich nach den Entladekurven jetzt mal anzweifeln. Die Akkus
sind bis auf die ersten Minuten immer besser als Alkali-Batterien. Ich
würds einfach mal versuchen/vergleichen.
Das Kondensatorparadoxon ist ja der Knüller, davon hab ich ja nichts
geahnt. Das macht natürlich alles kaputt und ich kann plötzlich jeden
Post hier verstehen :) Wieder was gelernt.
Tja, da wollte ich mich doch nochmal zu Wort melden.
Bezüglich der Eignung des TPS60305 habe ich -zugegeben- nur die
Features gelesen. Aber da hat A. K. (prx) offentsichtlich das
Datenblatt recherchiert und treffsicher festgestellt, dass bei
Uin=1,8V in Verbindung mit Uout=1,5V das Teil nicht mitspielt.
Akzeptiert.
Jörg Wunsch wrote:
>Warum zum Geier[tm] soll man die Speicherdrossel denn unbedingt>weglassen? Die Dinger gibt's ja nun auch in Baugrößen, in denen>man früher noch nichtmal einen Widerstand verbaut hat."
Hierzu möchte ich folgendes entgegnen:
1. Im Gegensatz zu Widerständen und Kondensatoren ist bei
Speicherdrosseln die Angabe der Induktivität nicht ausreichend;
es ist auch die Stromstärke für die Sättigung entscheidend und
auch Rdc ist für die Verluste relevant. Es ist oft nicht einfach,
anhand der oft mageren gegebenen Daten die Eignung zweifelsfrei
festzustellen.
2. Wenn ein IC als Außenbeschaltung lediglich R und C erfordert,
habe ich es als ambitionierter Bastler wesentlich einfacher, den
Testaufbau aus meinem Bauteilebestand einfach zu bewerkstelligen.
Aber nun zum eigentlichen Knackpunkt, dem Kondensatorparodoxon.
Der TC1240A ist ein Baustein zur Verdopplung der Eingangsspannung,
also als Chargepump mit lediglich 2 Kondensatoren.
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21516c.pdf
Gemäß Figure 2-6 erreicht er bei 7mA Last eine Effizienz von fast
100%. Wie ist das möglich? Ich habe den TC1240A selbst mal gemessen
und die Werte bestätigt gefunden; bei 3,3V am Eingang liefert er
fast genau 6,6V am Ausgang und das bei einer Last von bis zu 7mA.
Wie geht das? Vielleicht hat ja einer eine Idee hierzu.
BMK schrieb:> 1. Im Gegensatz zu Widerständen und Kondensatoren ist bei> Speicherdrosseln die Angabe der Induktivität nicht ausreichend;> es ist auch die Stromstärke für die Sättigung entscheidend und> auch Rdc ist für die Verluste relevant. Es ist oft nicht einfach,> anhand der oft mageren gegebenen Daten die Eignung zweifelsfrei> festzustellen.
Dann hast du entweder keine Speicherinduktivität erwischt, oder
den falschen Hersteller.
> 2. Wenn ein IC als Außenbeschaltung lediglich R und C erfordert,> habe ich es als ambitionierter Bastler wesentlich einfacher, den> Testaufbau aus meinem Bauteilebestand einfach zu bewerkstelligen.
OK, aber dem kann man abhelfen, indem man sich ein paar Speicher-
induktivitäten in die Bastelkiste legt. ;-) Ich hatte mal irgendwann
günstig einen alten Muster-Satz von Epcos kaufen können (15 Euro oder
so für eine große Kiste mit je 3 geschirmten und 3 ungeschirmten
Induktivitäten, von wenigen µH bis vielleicht 100 mH reichend).
Allerdings brauchte ich letztens auch noch einen wirklich kleinen
(Abwärts-)Regler und habe mir da noch ein paar Einzelstücke von
Bourns gekauft zum Experimentieren. Ja, kostet Geld :), aber ich
muss dann nicht mehr drüber nachdenken, ob ich lieber auf Krampf
einen Schaltregler ohne Induktivität bauen will.
Wenn's billig sein soll, bekommt man verschiedene Speicherinduktivi-
täten in meist etwas größeren Bauformen massig aus Elektronikschrott
(alte Mainboards, Grafikkarten etc.). OK, dafür müsste man dann mit
den Daten experimentieren, wobei am Ende alle nur mit Wasser kochen:
man kann sich also auch die Datenblätter der großen Hersteller
nehmen und deren Daten für eine vergleichbare (Baugröße, Indukivitäts-
wert) Induktivität als groben Anhaltspunkt für die restlichen Daten
nehmen. Um ±20 % diskutiert man hier sowieso nicht, und in diesem
Rahmen passt das dann schon wieder. Aber letztlich ist das ja auch
wieder, was den Bastler vom Industrieentwickler unterscheidet: er
hat die Zeit, auch mal ein wenig zu experimentieren (die Spule
explodiert ja nicht gleich, nur weil man sie in die Sättigung fährt),
und man hat am Ende was gelernt dabei.
BMK schrieb:> Hierzu möchte ich folgendes entgegnen:> 1. Im Gegensatz zu Widerständen und Kondensatoren ist bei> Speicherdrosseln die Angabe der Induktivität nicht ausreichend;
Das ist bei Kondensatoren für Schaltnetzteile inzwischen ähnlich:
Ausser der Kapazität und der Spannung braucht man auch noch den
Serienwiderstand und die Temperaturabhängigkeit.
Gruss
Harald
> 1. Im Gegensatz zu Widerständen und Kondensatoren ist bei> Speicherdrosseln die Angabe der Induktivität nicht ausreichend;> es ist auch die Stromstärke für die Sättigung entscheidend und> auch Rdc ist für die Verluste relevant.
Unsinn. Bei Widerständen brauchst du die Wattzahl,
bei Kondensatoren die Spannung,
was ist also daran so kompliziert,
bei Spulen auf den Strom zu gucken ?
Das Problem ist eher Faulheit:
Weil Spulen so simpel herzustellen sind (nur Draht aufwickeln),
und sich manche Firmen daher Spulen selber bauen, ist das
Fertigangebot an Spulen etwas magerer als bei Kondensatoren
und Widerständen,
Und damit sind manche Hobbybastler überfordert.
> 2. Wenn ein IC als Außenbeschaltung lediglich R und C erfordert,> habe ich es als ambitionierter Bastler wesentlich einfacher, den> Testaufbau aus meinem Bauteilebestand einfach zu bewerkstelligen.
Nope. Ob R, C oder eben L, alle haben 2 Anschlüsse und sind
einfach einzulöten.
Wenn DU keine Spulen in deinem Bauteilebestand hast, ist das
deine Sache, aber kein prinzipielles Problem.
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.33> Gemäß Figure 2-6 erreicht er bei 7mA Last eine Effizienz von fast> 100%. Wie ist das möglich?
Die Kondensatoren werden fast nicht umgeladen.
7mA, das ist der Ruhestrom eines Schaltwandlers, also quasi gar nichts.
MaWin schrieb:>> Gemäß Figure 2-6 erreicht er bei 7mA Last eine Effizienz von fast>> 100%. Wie ist das möglich?>> Die Kondensatoren werden fast nicht umgeladen.> 7mA, das ist der Ruhestrom eines Schaltwandlers, also quasi gar nichts.
Der Effekt wird erst sichtbar, wenn der Lastwiderstand in der
Größenordnung des equivalenten Serienwiderstands des Wandlers liegt.
> Der Effekt wird erst sichtbar, wenn der Lastwiderstand in der> Größenordnung des equivalenten Serienwiderstands des Wandlers liegt.
Sichtbar ist relativ, Strom kann man nicht sehen.
Wenn man auf 12 Stellen genau rechnet, ist er immer sichtbar.
Versucht man nur durch Fingerauflegen zu gucken ob's heiss wird,
kann deine Einschätzung stimmen.
Letztlich ist der Effekt um so stärker, um so stärker die Kondensatoren
umgeladen werden, um so mehr die Ladungspumpe also transportiert.
Und eben bei "Einer ist leer, der andere voll" am stärksten.
MaWin. Du weißt ganz genau, daß wir das Paradoxon vollkommen technisch
und mathematisch durchkauten. Hier und in der NG.
Böser MaWin!
Wenn es Blitz weil du bestraft werden mußt (Kleine Sünden... du weißt),
dann kannste den Strom sehen! Wenns nach mir ginge, auch spüren.
