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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsverdoppler mit NE555 funktioniert nicht


Autor: Oz zy (ozzy)
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Moin,

ich habe mir einen Spannungsverdoppler mit einem NE555 
(http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0206161.htm) aufgebaut. 
Für C1 musste ich allerdings einen Elko nehmen, da ich nichts anderes 
mit 100u da hatte. Die Dioden (BAT42) habe ich durch BAT46 ersetzt, was 
ja auch kein Problem machen sollte. Nur leider bekomme ich, wenn ich 5V 
an Ubat anschließe, nur ca. 4,6V heraus. Ich habe die Schaltung schon 
zig-mal kontrolliert, im Aufbau kann ich keinen Fehler entdecken.

Habt Ihr vielleicht eine Idee für mich, wo das Problem liegen könnte, 
das die Spannung nicht "hochgepumpt" wird? Einen Verbraucher hatte ich 
momentan nur in Form eines Messgerätes dran, an der Belastung kann es 
also nicht liegen...

MfG, und vielen Dank, Ozzy

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Der 100µF Kondensator sollte wohl eher 100nF sein.

Autor: Oz zy (ozzy)
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Hi,

kann ich das an Pin3 messen? Mit welcher Frequenz sollte er denn 
schwingen?

Autor: Uboot-Stocki (Gast)
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Moin,

was für ein Signal liegt an PIN3 des 555 an ?

Gruß

Andreas

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Mit 100uF sollten es um die 1Hz sein, mit 100nF irgendwas um 1kHz (ganz, 
ganz grob gerechnet).

Autor: Gast (Gast)
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Die 100µ sollten besser 1n sein; der optimale Werte für R2 ist 0 Ohm.

Autor: Oz zy (ozzy)
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Hi,

habe das mal abgeändert mit 1n und R2=0 Ohm. Ergebnis: ca. 7.8V, 
gemessene Frequenz an Pin3 ca. 33khz...

Kann man das noch verbessern? Dachte, ich würde mit Glück 9V 
erreichen...

MfG, und vielen Dank, Ozzy

Autor: Falk Brunner (falk)
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Mit 5V Vcc kommst du nicht höher, das Ding spuckt 2xVcc-2,1V=7,9V 
maximal. aus. Bist also praktisch an der theoretischen Grenze ;-)

MFG
Falk

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>habe das mal abgeändert mit 1n und R2=0 Ohm. Ergebnis: ca. 7.8V,
>gemessene Frequenz an Pin3 ca. 33khz...

>Kann man das noch verbessern? Dachte, ich würde mit Glück 9V
>erreichen...


Man kann das noch verbesseren indem man fuer den Timer eine CMOS Version 
nimmt. Die hat am Ausgang einen etwas hoehren Pegel.

Auch den R2 wuerde ich nicht ganz weglassen. Wenn du die Schaltung 
einschaltest fliest im ersten Moment ein hoher Strom von +Ub , Diode , C 
und dann den unteren Ausgangstransistor vom NE555 nach GND. Allerdings 
ist 100 Ohm ein bisschen viel. Da der NE555 ca. 200mA abkann wuerde ich 
den R2 folgendermassen dimensionieren:

Ub - 0.3V(Diode) - 0.3V Usat(NE555) = 4.4V

R2 = 4.4V / 200mA = 22 Ohm

Gruss Helmi

Autor: Oz zy (ozzy)
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Hi,

warum -2.1V? Dachte pro Diode fallen nur ca. 0.7V ab. Oder einfach 2 
hintereinander bauen? Brauche nur ca. 10-20mV. Mir geht es gerade nur 
darum, möglichst billig eine höhere Spannung zu erzeugen...

@Helmut: Danke für Deinen Hinweis, werde ich einbauen!


MfG, Ozzy

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Ich schaetze in 2.1V ist schon der Spannungsabfall vom NE555 mit 
eingerechnet.

Ueberigens die BATxx Dioden sind Schottky-Dioden die haben nur einen 
Abfall von ca. 0.3V

Autor: Gast (Gast)
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>Auch den R2 wuerde ich nicht ganz weglassen.

Darauf habe ich gewartet ;-)
Dann sollten aber auch die Dioden 10A-Typen sein, da C3 alles nieder 
machen könnte. Wie hoch ist denn der Strom der beim Einschalten fließt? 
Wie hoch ist denn die Anstiegszeit der Versorgungsspannung und deren 
Innenwiderstand? 10ns und 1mOhm? Wie hoch ist der Innenwiderstand des 
47µ Kondensators? Keine Ahnung? Wieso dann 22Ohm?

@Christoph
Nimm für R2 eine Drahtbrücke.
Auch die CMOS-Version wird Dich bei Lasten ab geschätzt 10mA nicht 
glücklich machen, da die Ausgangsimpedanz viel zu hoch ist.

Autor: Oz zy (ozzy)
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Aber 2 hintereinanderschalten ginge? Damit ich auf jeden Fall ca. 9V 
erreiche?

MfG, Ozzy

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Das Prinzip mit den Dioden u. Kondensatoren kann man auch fortsetzen.
Mit der Schaltung erreichst du 12V / 10mA

Gruss Helmi

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Christoph O. (ozzy)

>Aber 2 hintereinanderschalten ginge? Damit ich auf jeden Fall ca. 9V
>erreiche?

Bau doch einfach ein Stufe mehr dran.

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

Geht auch mit NE555 ohne Hochspannung.

MFG
Falk

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@Falk

Ich habe es gerade mal mit NE555 und mit 74HC14 ausprobiert.
Der 74HC14 bringt die hoehere Spannung raus bei gleicher Belastung 
(1KOhm = 12mA)

Gruss Helmi

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Helmut Lenzen (helmi1)

>Ich habe es gerade mal mit NE555 und mit 74HC14 ausprobiert.
>Der 74HC14 bringt die hoehere Spannung raus bei gleicher Belastung
>(1KOhm = 12mA)

Hmm, wundert mich ein wenig. Sooo viel Dampf hat der 74HC14 nun auch 
nicht, der bipolare NE555 bringt immerhin 100/200mA Source/Sink. Liegt 
wahrscheinlich an der wesenlich höheren Sättigungsspannung bei HIGH, 
damit ist die Ausgangsspannung auf 3,5V begrenzt. Gut zu wissen.

MFG
Falk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Bei einem Vollbrückentreiber kann man aber auch einen Kanal nur zum 
Umschalten der Richtung und den anderen für die PWM verwenden. Das 
reduziert die Schaltverluste auf die Hälfte, da ein Kanal statisch 
arbeitet.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@Falk

Allerdings muss man 2 Gatter parallel schalten sonst kommt er auch nicht 
auf die 5V hoch. Bei 400 Ohm bricht die Spannung dann auf 9..10V ein.

Gruss Helmi

Autor: Oz zy (ozzy)
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Hi,

habe leider nicht so ganz verstanden, wie das mit der zusätzlichen Stufe 
geht. Wenn ich die Schaltung von ELKO nehme 
(http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/scha...), 
muss ich dann über C2 und über C3 noch jeweils einen Kondensator bauen, 
und dazwischen wieder eine Diode?
Und wie sollten die beiden Kondensatoren dimensioniert sein? So wie C2 
und C3?

MfG, und vielen Dank, Ozzy

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Du nimmst die Schaltung D1,D2,C2,C3 und setzt diese genauso nochmal 
hinter C3.
Der untere Anschluss von dem neuen C2 kommt auch an Pin3, zusammen mit 
dem alten C2.

Autor: Oz zy (ozzy)
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Ok, danke, das werde ich dann heute abend noch einmal ausprobieren. 
Hatte nur in den Link von Falk geschaut. Was ist den der Unterschied 
zwischen den beiden Schaltungen?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Eigentlich sind beide Schaltungen fast gleich. Hauptsächlich sind diese 
anders gezeichnet. Der einzige echte Unterschied: Der Kondensator am 
Ausgang liegt bei der EL-KO Schaltung an 0V, weshalb er die volle 
Ausgangsspannung aushalten muss, während bei der anderen Schaltung die 
Kondensatoren jeweils nur von einer Stufe zur nächsten geschaltet sind, 
und so nur die Eingangsspannung aushalten müssen.
Bei Hochspannungsanwendungen ist es daher bessere, viele kleinere 
Kondensatoren mit niedrigen Spannungen zu verwenden, bei dir ist es egal 
welche Variante du verwendest.

Autor: Gast (Gast)
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@Christoph

Wenn Du mit den kleineren Strömen hinkommst, nimm die Schaltung von 
Helmut.
Dabei kann man mit der Schaltfrequenz bequem auf über 100kHz gehen und 
die Kondensatoren auch auf 1µF abmagern oder ggf. auch 100nF nehmen.

Autor: Oz zy (ozzy)
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Hi,

habe es jetzt einmal probiert (dachte vorher, mir würden die 
mittlerweile knapp 9V doch reichen), aber leider funktioniert es nicht, 
d.h. ich bekomme nach der zweiten Stufe keine höhere Spannung raus. Ich 
hatte beide Varianten ausprobiert, einmal die von Wikipedia, und einmal 
die von Benedikt.
@Benedikt: Du meintest doch mit "[Du nimmst die Schaltung D1,D2,C2,C3 
und setzt diese genauso nochmal] hinter C3." Ua, oder?

MfG, und vielen Dank für Eure Hilfe, Ozzy

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Helmut Lenzen wrote:
> Das Prinzip mit den Dioden u. Kondensatoren kann man auch fortsetzen.
> Mit der Schaltung erreichst du 12V / 10mA

D2 und C4 sind überflüssig.


Peter

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