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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik aus +5V -20V mit hohem Wirkungsgrad erzeugen


Autor: Wolfgang-G (Gast)
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für die Flüssigkristallanzeige WG320x240B werden als Kontrastspannung 
-20V/3,5mA benötigt.
Die Anzeige ist Teil eines Gerätes, welches von 2 NiMH- Zellen oder 2 
Primärzellen der Größe AAA gespeist wird. Die Versorgungsspannung +5V 
für die Flüssigkristallanzeige wird mit einem Schaltregler MAX1674 
erzeugt und die Kontrastspannung von -20V wird mit dem MC34063 aus der 
bereits hochgespannten  +5V-spannung erzeugt. Der Wirkungsgrad mit dem 
Schaltregler MC34063 liegt nach meinen Messungen nur bei 30%.
Nun meine Frage: Welche Möglichkeiten gibt es, um die Kontrastspannung 
mit einem Wirkungsgrad von ca. >70% zu erzeugen?
MfG
Wolfgang

Autor: Andreas K. (a-k)
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Welche Schaltung hast du beim MC verwendet? Mit externen PNP-Transistor 
ist der Wirkungsgrad erheblich grösser.

Bei meinem Display (Pollin, dunkler Hintergrund) sind es übrigens laut 
Datasheet 3,5mA, gemessen aber 4,5mA.

Autor: Tim R. (vref)
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Es wundert mich nicht sehr, dass ein 1.5A Regler bei 3.5mA recht 
uneffektiv ist.
Guck dich mal bei www.linear.com um.
z.B. LT3483 
(http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H...)
oder LT3463 
(http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H...)
oder frag' dort mal an. Evtl. können dir die FAEs eine noch effektivere 
Lösung anbieten.

Autor: Wolfgang-G (Gast)
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ich habe sogar "nur" 3,1mA  gemessen (bei -20V gegen Masse)

Offensichtlich sind die vorgeschlagenen Regler von linear das, was ich 
für meinen Anwendungsfall suche. Da werde ich mich gleich mal näher 
damit beschäftigen. Vielen Dank für die Hilfe.
Gibt es noch weitere Vorschläge?
MfG
Wolfgang

Autor: Andreas K. (a-k)
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Das Hauptproblem am MC34063A ist dessen Eigenverbrauch (~4mA), der in 
der einfachen Inverterschaltung vom Spannungsausgang(!) bezogen wird. 
Weshalb der MC also bei 3mA Last mehr für sich selber als für die Last 
kämpft. Der grosse Bruder 78S40 hingegen kann so beschaltet werden, dass 
er sich aus dem Eingang versorgt.

Aber hier sind andere Wandler sicherlich besser geeignet.

Autor: Tobi S. (Gast)
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Wie siehts mit ner Ladungspumpe aus ? switched capacity ...
Könnteste auch mal nachschauen was es da am Markt gibt,
zum Wirkungsgrad solcher Wandler kann ich dir auf Anhieb
leider nicht viel sagen.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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5V -> -20V dürfte als Ladungspumpe schwer werden da was zu finden. 
Immerhin muss man verfünffachen um den Wert sauber zu erreichen.

Autor: Tim R. (vref)
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Wirkungsgrad von Chargepumps kommt nie an Switchregler ran.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Tim R. (vref)

>Wirkungsgrad von Chargepumps kommt nie an Switchregler ran.

Wenn das mal kein Irrtum ist. Gerade bei diesen kleinen Strömen sind die 
Dinger fast unschlagbar gut. Wenn die IC Designer und die Anwender 
wissen was sie tun.

@ Benedikt K. (benedikt)

>5V -> -20V dürfte als Ladungspumpe schwer werden da was zu finden.
>Immerhin muss man verfünffachen um den Wert sauber zu erreichen.

???
PISA geschädigt? Der MAX232 mach aus 5V erstmal 10V und invertiert dann. 
So ähnlich würde auch ein hier passender Regler arbeiten. erst auf 20V 
vervierfachen, dann invertieren.

MFG
Falk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Falk Brunner wrote:

> PISA geschädigt? Der MAX232 mach aus 5V erstmal 10V und invertiert dann.
> So ähnlich würde auch ein hier passender Regler arbeiten. erst auf 20V
> vervierfachen, dann invertieren.

Der MAX232 macht keine 10V sondern nur etwa -8 bis -9V (aufgrund der 
Verluste, Innenwiderstände usw.) !
Also reichen keine 4x um von 5V auf 20V zu kommen,
Herr Oberklugscheißer.

Und ein IC das 5V erstmal verfünffacht, und dann noch invertiert ist mir 
auch nicht bekannt. Zusätzlich haben diese ICs einen nicht zu 
unterschätzenden Innenwiderstand, der hier sogar 5x bis 6x vorkommt. 
Daher braucht man einen Regler dahinter (oder davor).
Von daher sind Schaltregler wohl die ideale Lösung für sowas.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Benedikt K. (benedikt)

>Der MAX232 macht keine 10V sondern nur etwa -8 bis -9V

Unter Last. Im Leerlauf schon. Das war ausserdem nur ein BEISPIEL!

> (aufgrund der
>Verluste, Innenwiderstände usw.) !

Andere Ladungspumpen sind da besser.

>Also reichen keine 4x um von 5V auf 20V zu kommen,
>Herr Oberklugscheißer.

Tststs.

>Und ein IC das 5V erstmal verfünffacht, und dann noch invertiert ist mir

Was hast du mit deiner Verfünfachung?

4x5 = 20.

Und das geht bei 3.5mA sehr verlustarm wenn man will.

>auch nicht bekannt. Zusätzlich haben diese ICs einen nicht zu
>Von daher sind Schaltregler wohl die ideale Lösung für sowas.

Nicht notwendigerweise. Es gibt auch extrem sparsame LCDs die mit 
Ladungspumpen arbeiten (100uA Stromaufnahme für ALLES, BTDT).

MFG
Falk

Autor: Andreas K. (a-k)
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Falk Brunner wrote:

> Tststs.

Sachte, mit PISA rumzuwerfen ist auch nicht die feine Art.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Falk Brunner wrote:

> Nicht notwendigerweise. Es gibt auch extrem sparsame LCDs die mit
> Ladungspumpen arbeiten (100uA Stromaufnahme für ALLES, BTDT).

Es geht aber nicht um irgendein LCD, sondern um dieses hier, und das 
braucht  nunmal 3,5mA. Also nenn bitte mal irgendein IC das dafür 
geeignet ist, und das aus 5V von mir aus auch 20V erzeugt, die selbst 
bei 3,5mA nicht mehr als sagen wir mal 1% also um 0,2V zusammenbrechen.
Denn LCDs reagieren sehr empfindlich auf kleinste Änderungen in der 
Kontrastspannung.

Ach ja, und die von dir erwähnten LCDs haben alle einen Linearregler 
hinter den Ladungspumpen nachgeschaltet, sie erzeugen also erstmal eine 
höhere Spannung.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Benedikt K. (benedikt)

>Es geht aber nicht um irgendein LCD, sondern um dieses hier,

Jain, meine Aussage bezog sich am Anfang auf

> Tim R. (vref)
>Wirkungsgrad von Chargepumps kommt nie an Switchregler ran.

>raucht  nunmal 3,5mA. Also nenn bitte mal irgendein IC das dafür
>geeignet ist.

Speziell dafür wird es wohl kaum was geben. Spontan würde ich mal den 
hier probieren. Zwei davon sollten das gewünschte Ergbnis liefern. Nicht 
optimal, geht aber.

http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/1530

Erst verdoppeln, dann invertiert verdoppeln. Sollten knapp -20V 
rauskommen. Wenn amn den Angaben auf dder Seite trauen darf (95% voltage 
conversion) kommen -5*4*0,95*0,95=-18V raus. Naja, reicht vielleicht ;-)

MFG
Falk

P.S. Jaja, ein Schaltregler mit Spule kann GENAU -20V erzeugen und auch 
das mit hohem Wirkungsgrad, keine Frage. Ich wollte lediglich 
feststellen, dass auch Ladungspumpen 90%++ schaffen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Andreas Kaiser (a-k)

>> Tststs.

>Sachte, mit PISA rumzuwerfen ist auch nicht die feine Art.

Hast ja Recht.

@  Benedikt K. (benedikt)

Das mit PISA war wohl im Eifer des Gefechts. Entschuldigung.

MFG
Falk

Autor: nixcheck (Gast)
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Blöde Frage am Rande:

Benedikt K. : "LCDs reagieren sehr empfindlich auf kleinste Änderungen 
in der
Kontrastspannung."

ein paar mV oder weniger µVolt ?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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nixcheck wrote:

> ein paar mV oder weniger µVolt ?

Änderungen im Bereich von <1% sind sichtbar (je nach LCD mehr oder 
weniger.) Das wären in diesem Fall also ein paar 100mV auf den -20V.

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