Hallo,
und zwar versuche ich aus Testzwecken eine Schaltung mit einer
Ladungspumpe zu entwerfen, die eine Eingangsspannung von 5V etwa
verdoppeln soll.
Als Anregung ist folgender Schaltplan eingeflossen:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/db/Ladungspumpe_pos_einf.svg/510px-Ladungspumpe_pos_einf.svg.png
Da an beiden Schottky-Dioden, nach meinen Überlegungen jeweils etwa 0.4V
abfallen, sollten ~9.2V am Ausgang anliegen, das wäre perfekt.
Nun ist meine Frage:
Als Schalter habe ich an eien MOSFET gedacht, nur welchen? Und: Wie
genau wird er angeschlossen?
Für konstruktive Hilfe bedanke ich mich schon im vorraus.
Falls ich was vergessen habe zu erwähnen: Sorry, werde es nachreichen :P
Grüsse Peter
Peter schrieb:> und zwar versuche ich aus Testzwecken eine Schaltung mit einer> Ladungspumpe zu entwerfen, die eine Eingangsspannung von 5V etwa> verdoppeln soll.
Und wieviele kA?
Immer diese Angsthasen die weite weite Bögen um die von ihnen ncht
verstandenen Spulen machen,
und dafür jeden Murks in Kauf nehmen den die Elektronik so uz bieten
hat, an statt einfach mal zu lernen wie Spulen funktionieren.
Je nach Strom kannst du den ICL7660 nehmen, der macht das schon
einen NE555 mit seinem Ausgang nehmen, der liefert bis 200mA,
oder eben hinter den NE555 eine Halbbrücke schalten, die gibt
es fertig z.B. als http://www.rutronik.com/uploads/media/BTN7971B.pdf
oder man baut sie sich eben aus Transistoren auf
+Ub
+-|<|-+ |
+--+ +--|I PMOSFET
| +--R--+ |
NE555 --+ +-- Ausgang
| +--R--+ |
+--+ +--|I NMOSFET
+-|>|-+ |
Masse
Wobei man mit den Dioden und Widerständen verhindern muß, daß beide
gleichzeitig eingeschaltet werden (shoot thru Kurzschluss), deren
Bauteilwerte an Flankensteilheit des NE555 und Geschwindigkeit der
Transistoren anzupassen sind.
>hinz schrieb:> Und wieviele kA?
ca. 500 mA
MaWin schrieb:> Immer diese Angsthasen die weite weite Bögen um die von ihnen ncht> verstandenen Spulen machen,> und dafür jeden Murks in Kauf nehmen den die Elektronik so uz bieten> hat, an statt einfach mal zu lernen wie Spulen funktionieren.
Keine Ahnung was du mir damit jetzt sagen willst...
Hmm okay danke schonmal, versuche das mal.
Gruss
Peter schrieb:> MaWin schrieb:>> Immer diese Angsthasen die weite weite Bögen um die von ihnen ncht>> verstandenen Spulen machen,>> und dafür jeden Murks in Kauf nehmen den die Elektronik so uz bieten>> hat, an statt einfach mal zu lernen wie Spulen funktionieren.>> Keine Ahnung was du mir damit jetzt sagen willst...
Er will damit sagen, dass die technische beste Lösung hier ein
Step-Up-Converter wäre (welcher eine Induktivität benötigt).
BTW: Woher stammt eigentlich diese weitverbreitete Abneigung gegenüber
induktiven Bauelementen?
nicht "Gast" schrieb:> Er will damit sagen, dass die technische beste Lösung hier ein> Step-Up-Converter wäre (welcher eine Induktivität benötigt).
Habe ich mir schon gedacht ;)
Deswegen war mein 1. Satz: "...aus Testzwecken..."
Ich will verschiedene Methoden aufbauen und testen, unter anderem nehme
ich auch einen Step-Up, Spannungsteiler, mit einer Z-Diode, usw.
In diesem Fall bin ich aber konkret an der Ladungspumpe interessiert.
Das dient zu Studienzwecken und wird nachher in der Praxis nur getestet
und nicht eingesetzt. :)
Habe also keine Abneigung gegen induktive Bauteile :)
Mir fehlt also in diesem Teil nur der "Schalter".
Peter schrieb:> Ich will verschiedene Methoden aufbauen und testen, unter anderem nehme> ich auch einen Step-Up, Spannungsteiler, mit einer Z-Diode, usw.>> In diesem Fall bin ich aber konkret an der Ladungspumpe interessiert.
Dann würde ich aber eher mit kleineren Strömen arbeiten, denn gerade
bei grossen Strömen sieht die Ladungspumpe besonders schlecht aus.
Gruss
Harald
Peter schrieb:> okay mir reichen auch ~200mA am Ausgang :)> Am Eingang hab ich 500mA anliegen (USB)
ROFL
Der ist gut!
Und du meinst mit 500mA in bei 5V kriegst du 500mA out bei 9,2V
Schon mal über die Leistung nachgedacht?
Ein wunderschönes Perpetuum Mobile.
Dank Kondensatorparadoxons kriegst du nicht mal 150mA bei 8V raus!
OMG. Nein wenn ich 0,5 A am Eingang hab, ist mir auch klar, dass ich die
nicht mehr am Ausgang habe.
Theoretisch würden mir 200mA am Ausgang reichen, wenn ich nachher nur
50mA habe, dann hat sich mein Testaufbau ja gelohnt, denn genau das will
ich sehen: Welche Schaltungen verhalten sich wie und was kommt am
Schluss wirklich raus.
Mir ist auch klar, dass der Step-Up nachher am besten ist.
Aber genau das ist ja der Sinn eines Studiums / Praktikums:
Um selber mal etwas in der Praxis zu machen und nicht nur immer die
perfekte Lösung, denn die ist noch nie vom Himmel gefallen.
Guten Morgen,
da auf meine eigentliche Frage (wie ich das Schalterproblem per Mosfet
löse) nicht mehr eingegangen wird, frage ich noch einmal andersherum.
Würde die Schaltung funktionieren?
Oder wie würde es richtig aussehen?
Vielen Dank für eure Hilfe.
Peter schrieb:> Würde die Schaltung funktionieren?
Nein.
Du musst das untere Ende des Kondensators zwischen Vcc und Masse hin-
und herschalten.
Da das ganze sowieso dauerhaft gewechselt werden muss (bei
Leistungsentnahme) eignet sich wie früher schon erwähnt der Ausgang
eines 555.
Siehe MaWins Post vom 13.4.
Danke Floh,
hmm ich glaube ich steh gerade ein wenig auf dem Schlauch, bin noch
nicht so ganz dahinter gestiegen. Ein .png würde mir das ganze evtl.
noch besser "erhellen".
Wäre nice, danke trotzdem nochmal.
Guten Tag.
Vorsicht, Peter! Bei der Schaltung "pump_2.PNG" wird beim Durchschalten
vom MOSFET Uein gegen Masse kurzgeschlossen.
---
Funktionsmodell (chargepump.PNG):
Im ersten Schritt wird der untere Anschluß des Kondensators (TP7_5)
auf Masse gelegt. Er lädt sich über die linke Schottky-Diode (D70) auf.
Im zweiten Schritt wird der gleiche Anschluß auf Uein geschaltet.
Somit wird die Kondensatorladung zu Uein addiert und fließt uber
die rechte Schottky-Diode (D71) nach Uaus und in C74.
Bei diesem Modell ist eine Recheckspannung - wie oben genannt - das
"einzig Wahre".
Auf einem Steckbrett kannst Du die Frequenz und die Kapazität des
Kondensators (C70) ermitteln. Optimal währe, sich das Verhalten
und die verschiedenen Werte mit einem Oszilloskop anzuschauen.
Stichwort: Ladekurve. Dann verstehst Du auch, wie es zu (lastabhängigen)
Verlusten kommt ...
Gutes Gelingen
Martin
@Udo Schmitt (urschmitt)
>Dank Kondensatorparadoxons kriegst du nicht mal 150mA bei 8V raus!
So ein Quatsch. Wenn Du alles schön niederohmig machst, und
Diodenflußspannungen vermeidest, klappt das mit ziemlich hohen
Wirkungsgraden, auch bei höheren Strömen. Mit Kondensatorparadoxon hat
das fast gar nix zu tun (wir wollen die C's doch nicht permanent
komplett laden und entladen - das passiert nur am Anfang beim
"Aufpumpen").
@Peter (Gast)
Wenn die beiden unteren PMV-Anschlüsse separat im Gegentakt angesteuert
werden, dann ist es vom Prinzip her richtig.
Aber eben nur vom Prinzip, weil der 10k mit den Mosfet-Kapazitäten rel.
flache Schaltflanken verursacht (RC-Konstante).
Danke Jens für deine Antwort.
Ja genau die beiden Anschlüsse werden im Gegentakt angesteuert. Haben in
der Abbildung fälschlicherweise die gleiche Bezeichnung.
Jens G. schrieb:>>Dank Kondensatorparadoxons kriegst du nicht mal 150mA bei 8V raus!> So ein Quatsch. Wenn Du alles schön niederohmig machst,
Du hast Dich mit dem Kondensatorparadoxon beschäftigt?
Das besagt ja gerade, das die Verluste unabhängig vom
Widerstandswert sind.
Gruss
Harald
Hallo,
ich würde gerne so eine Ladungspumpe wie oben gepostet mit LTSpice
simulieren.
Leider kenne ich mich mit LTSpice überhaupt nicht aus.
VCC hab ich einfach mal 5V genommen
Wie muss ich denn die PWM Eingänge der Mosfets ansteuern?
Danke schonmal!
@Harald Wilhelms (wilhelms)
>>>Dank Kondensatorparadoxons kriegst du nicht mal 150mA bei 8V raus!>> So ein Quatsch. Wenn Du alles schön niederohmig machst,>Du hast Dich mit dem Kondensatorparadoxon beschäftigt?>Das besagt ja gerade, das die Verluste unabhängig vom>Widerstandswert sind.
Die Frage ist zwar schon 3 Wochen alt, trotzdem noch eine Antwort:
Ja, habe mich damit sehr wohl beschäftigt (schon vor rund 10 Jahren habe
ich eine Leistungpumpe mit gutem Wirkungsgrad gebaut).
Klar ist das C-Paradoxon bezüglich Verlusten unabhängig vom R. Aber
dessen Auswirkungen sind sehr stark vom Spannungs/Ladungshub abhängig.
Wenn Du ständig die C's komplett laden und entladen willst, dann mußt Du
mit den 50% Verlusten leben. Eine Ladungspumpe ist aber so designed
(oder sollte zumindest) , daß nach dem Einschwingen möglichst wenig Hub
bei hohem Spannungs/Ladunggrundlevel zu durchfrahren ist. Und damit
verschwindet Dein Paradoxon fast komplett - eben bei niederohmigem
Aufbau, verglichen mit der Last.
Achja ...
@Mario W. (dywlkr)
Da kann ich Dir leider nicht dienen - benutze kein LTSpice, noch nicht
mal andere "Simulanten" ;-). Habe zwar nicht dagegen, hatte dies aber
bis jetzt nicht nötig gehabt.
Vielen Dank für den Tipp mit der Suchfunktion, aber was meinst du wie
ich diesen Thread hier gefunden habe? Aah ganz genau durch die
Suchfunktion.
Ich dachte ich hole lieber den Thread, der 2 Wochen alt ist nach oben
anstatt den von vor 4 Jahren.
Und ich muss zugeben, ich habe nicht jeden Thread mit dem Inhalt
"Ladungspumpe" der letzten 4 Jahre nach der oben gestellten Frage
durchsucht!
