Hallo,
ich brauche gelegentlich für batteriebetriebene Schaltungen einen
Spannungsinverter von 1,2 V auf -6 V bis -15 V.
Die Ausgangsspannung muss nicht geregelt oder besonders sauber sein.
Strombedarf sekundär: max. 5mA
Stromaufnahme primär: je weniger, desto besser
Der Inverter soll nur aus diskreten Bauteilen bestehen, auch wenn ich
dadaurch Abstriche beim Wirkungsgrad machen muss. Ist nur fürs Hobby,
daher möchte ich das gerne mit gängigen Bauteilen aufbauen.
Im Anhang habe ich eine passende Schaltung, die mir allerdings noch zu
viel Strom verbraucht und den Ausgangskondensator nur bis -7 V lädt.
Kennt ihr noch vergleichbare Schaltungen?
Danke!
Ich hatte auch irgendwann danach gesucht.
Hier ist mit Regelung, realistische Quellen-Impedanz. Die Schaltung
reicht für kleine Ausgangsströme von 5-10mA. Ohne teuren Bauteilen.
Große Bruder (Gehäuse TO-93 statt SOT-23) von BC847 ist BC547 und bei
BCW68G ist dann BC327-25.
Wirkungsgrad lässt sich zwar wünschen, aber ich glaube die Physik lässt
keine deutliche Nachbesserungen mehr zu.
M.f.G.
Harald W. schrieb:> Wirkungsgrad eher unterirdisch
Bei 1.2V Betriebsspannung kannst du keine Wunder erwarten. Vielleicht
ist ein FET als Schalter besser geeignet?
Johann R. schrieb:> Hier ist mit Regelung, realistische Quellen-Impedanz. Die Schaltung> reicht für kleine Ausgangsströme von 5-10mA.> Wirkungsgrad lässt sich zwar wünschen, aber ich glaube die Physik lässt> keine deutliche Nachbesserungen mehr zu.
Doch, die Physik ist da großzügiger als du denkst.
An deiner Schaltung fällt sofort auf, dass der Basisstrom des
Längstransistor Q2 nicht sinnvoll begrenzt ist. Man könnte zwar meinen,
die 22K (R1) begrenzen den Basisstrom des Q1 und über seine
Stromverstärkung auch den Kollektorstrom Q1/Basisstrom Q2, aber das
stimmt so einfach nicht. Denn sobald Q2 einschaltet, wird R3 quasi
parallel zu R1 geschaltet, was den Basisstrom von Q1 extrem vergrößert.
Also sollte man R3 deutlich erhöhen und außerdem einen Basiswiderstand
für Q1 einbauen.
Die Simulation zeigt dann auch eindrucksvoll die Unterschiede. Während
in der Ursprungsschaltung der Basisstrom von Q2 (oliv) bis über 80mA
steigt, liegt er in der verbesserten Version (rot) immer unter 10mA. Die
Ausgangsspannung steigt in der verbesserten Version (grün) nicht nur
viel schneller an, sie erreicht auch einen höheren Wert als in deiner
Version (blau). Den verbesserten Wirkungsgrad kann man schließlich an
der Höhe der Versorgungsspannungen erkennen. In der verbesserten Version
(pink) bricht die Versorgung trotz höherer Ausgangsleistung deutlich
weniger ein, als in deiner (gelb).
Sicher kann man aus der Schaltung noch mehr herausholen.
Die Drossel hat in der Simu 100mR Drahtwiderstand.
Harald W. schrieb:> Thorben schrieb:>>> Joule Thief?>> Da ist der Wirkungsgrad eher unterirdisch.
Wenn die Übersetzung und der Widerstand (ggf. ergänzt noch um eine
RC-Kombination) gut ausgelegt werden, sind 70% zu erreichen mit nur
einem Transistor.
Dieter schrieb:> Harald W. schrieb:>> Thorben schrieb:>>>>> Joule Thief?>>>> Da ist der Wirkungsgrad eher unterirdisch.>>> Wenn die Übersetzung und der Widerstand (ggf. ergänzt noch um eine> RC-Kombination) gut ausgelegt werden, sind 70% zu erreichen mit nur> einem Transistor.
Poste bitte die Schaltung mit konkreten Werten.
Dieter schrieb:>>> Joule Thief?>> Da ist der Wirkungsgrad eher unterirdisch.> Wenn die Übersetzung und der Widerstand (ggf. ergänzt noch um eine> RC-Kombination) gut ausgelegt werden, sind 70% zu erreichen mit nur> einem Transistor.
"Joule Thief"-Schaltungen sind dadurch gekennzeichnet, das man mit
geringsten Bauelementeaufwand und eher zufälliger Dimensionierung
einen Effekt: "Oh! Die LED leuchtet!" erzielt. Natürlich kann man
mit entsprechenden Schaltungen den Wirkungsgrad steigern. Einen
Spannungserhöhungfaktor von >10 zu erzielen ist aber immer schwierig.
Normalerweise sollte man versuchen, mindestens 2,4V als Eingangs-
spannung zu verwenden, da dann die Dimensionierung wesentlich ein-
facher ist.
Harald schrieb:> Dieter schrieb:>> Harald W. schrieb:>>> Thorben schrieb:>>>>>>> Joule Thief?>>>>>> Da ist der Wirkungsgrad eher unterirdisch.>>>>>> Wenn die Übersetzung und der Widerstand (ggf. ergänzt noch um eine>> RC-Kombination) gut ausgelegt werden, sind 70% zu erreichen mit nur>> einem Transistor.>> Poste bitte die Schaltung mit konkreten Werten.
Keine Schaltung, Dieter? Macht nichts. Habe mir schon gedacht, dass du
ein Blender bist.
Harald schrieb:
.....
>> Poste bitte die Schaltung mit konkreten Werten. ....> Keine Schaltung, Dieter? Macht nichts. Habe mir schon gedacht, dass du> ein Blender bist.
Wie Christian verwendete ich eine gescheite Spule mit Ferritkern, Das
war eine Ringkern mit zwei gleichen Wicklungen (1mH, 1Ohm, Imax 20mA
primär).
Zu beachten wäre noch, dass die Transistoren (BC npn, für negative
Spannung pnp) so gewählt werden, dass die Sättigungsspannung
Collektor-Emitter unter 0,1V liegt.
Mit einer Luftspule einen Wirkungsgrad von 70% zu erreichen bezweifelt
Harald und ist auch zutreffend.
Und da komme ich gleich auf den ersten Haken an Schaltung für Spannungen
größer als 5V, bzw. -5V. Während des FlyBack (Entladungsstoß der Spule)
erreichte die Spannung an der Basis die Durchbruchspannung der
Basis-Emitter-Strecke. Beholfen habe ich mich für höhere Spannungen
indem das Übersetzungsverhältnis geändert wurde auf eine Untersetzung
von 1:2. Wesentlich mehr ändern konnte ich dies nicht, da sonst die
Schaltung nicht mehr so zuverlässig kippte.
Als andere Methode überbrückte ich Basis-Emitter mit einer Diode und LED
um die Sperrspannung zu begrenzen. Diese Belastung reduzierte allerdings
den Wirkungsgrad merklich.
Mit QUCS simulierte ich die Schaltungsvarianten und die Ergebnisse
deckten sich mit meinen Beobachtungen.
Allerdings für den Fall, dass Du nur Spulen mit einer Wicklung haben
solltest gibt es folgende Schaltung:
http://www.b-kainka.de/bastel36.htm
Du müßtest diese Schaltung statt mit npn mit pnp Transistoren aufbauen.
Den linken Transistor kann man auch für die Abschaltung verwenden, wenn
die maximale Ausgangsspannung erreicht wurde.
inverter.gif
(9,8 KB)
