Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Step Down für negative Spannung


von Jo_Calci (Gast)


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Hallo liebes Forum,

ich möchte gerne wissen, ob es einen vergleichbar einfachen Step-Down 
Regler gibt wie den MC34063, allerdings mit negativer Eingangsspannung. 
Sodass ich aus -40V -12V machen kann. Im Gegensatz zu den positiven 
Reglern scheint es für negative Eingangsspannungen keine Standart 
Bauteile zu geben. Alles was ich gefunden habe sind Regler, die weit 
mehr externe Beschaltung brauchen, mehr Pins haben und teurer sind als 
der MC34063.
Es würde mich freuen wenn euch was einfällt.

Ich habe den Thread in diesem Forum, der sich mit dem gleichen Problem 
beschäftigt gelesen, doch die Antworten beziehen sich auf Lösungen, die 
mir aus o.g. Gründen zu sehr der "Overkill" sind.
Vielen Dank und alles Gute,

Jo

: Verschoben durch Moderator
von W.A. (Gast)


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Jo_Calci schrieb:
> Sodass ich aus -40V -12V machen kann.

Na, dass ist doch mal eine Aussage. Brauchst du auch Strom auf den -12V 
und muss der Eingang -40V sein, oder geht auch +xx?

von Jo_Calci (Gast)


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Strom ist gering, im Bereich unter 100mA (eher 30-50mA). Die Spannung 
-40 habe ich gesagt in Anlehnung an den 34063. Mehr wäre mir sogar noch 
lieber, aber im Moment brauche ich etwa -35V, die das Bauteil abkönnen 
muss.
Danke für die Antwort.

von Michael S. (rbs_phoenix)


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Falls das reich5, hier sind 2 isolierende DCDC Converter, die aus 5V bzw 
12V isolierte 12Volt machen. Die kannst du dann ja auch als -12V nutzen:
Http://www.ti.com/product/dch010512d/description?keyMatch=DCH010512D&tis 
earch=Search-EN
Http://www.ti.com/product/dcp021212d/description?keyMatch=DCP021212D&tis 
earch=Search-EN

Andere, nicht isolierende Converter sind hier:
Http://www.ti.com/product/ptn04050a/description?keyMatch=PTN04050A&tisea 
rch=Search-EN
Http://www.ti.com/product/PTN78000A?keyMatch=PTN78000A&tisearch=Search-E 
N


Von einem Stepdown von -40V zu -12V (ist es dann nicht eigentlich ein 
Stepup?) weiß ich allerdings nichts.

Musst du gucken, ob einer davon genug Strom liefert. Es muss ja einiges 
fließen, dass ein Linearregler a la 7912 zu warm werden würde.

von Joachim B. (jar)


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Jo_Calci schrieb:
> Sodass ich aus -40V -12V machen kann.

dem Regler ist das doch egal,

+ (40V) an + (Regler in) und - (40V) an GND (Regler in)

und aus dem Regler gehts mit out dann +12V und darauf bezogen Regler GND 
= -12V

natürlich darf man die eventuell verschiedenen GND nicht verwürfeln!

man könnte auch potenzial getrennte DC/DC nehmen 2x in, 2x out dann ist 
es noch egaler.

von Jo_Calci (Gast)


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Michael Skropski schrieb:
> Von einem Stepdown von -40V zu -12V (ist es dann nicht eigentlich ein
> Stepup?) weiß ich allerdings nichts.

Naja, vom Schaltungsprinzip ist es ein Step Down Regler. Mathematisch 
sind natürlich -12 größer als -40, aber es geht um Beträge.

Michael Skropski schrieb:
> Musst du gucken, ob einer davon genug Strom liefert. Es muss ja einiges
> fließen, dass ein Linearregler a la 7912 zu warm werden würde.

Doch das passiert. Es geht um die Leistung, die der Regler abführen 
muss. Nehmen wir mal die momentanen 22V an: (22V-12V) * 50mA, da kommen 
wir bei einem halben Watt raus, das macht so ein kleines Gehäuse schon 
ganz schön heiß. Bei 35V wirds noch schlimmer. Selbst mit einem kleinen 
Kühlkörper wird er merklich warm.

Joachim B. schrieb:
> + (40V) an + (Regler in) und - (40V) an GND (Regler in)

Das verstehe ich nicht. Meinst du so etwas wie ein Workaround, was man 
auch als 7812 in der Masseleitung modellieren könnte und dessen Ground 
ist dann die -12V?

Das würde gehen, wenn ich nur eine negative Spannung hätte, aber naja, 
ich habe eine symmetrische Versorgung und benötige aus +-40 (und GND) 
+-12V (und Gnd) zu machen.

Die Vorschläge, also die Links sehe ich mir gleich an.
Vielen Dank,
Jo

von PdG (Gast)


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Völlig richtig, für negative Spannungen gibt es praktisch keine fertigen 
integrierten Bausteine mehr.
Wenn du jedoch Leistung sparen möchtest und mit dem Ripple eines 
Schaltreglers (und ggf. der Differenzfrequenz der positiven und 
negativen Schaltregler) leben kannst, hast du auch die Möglichkeit, 
einen einfachen Buck-Regler (Step-Down) für die negative Seite diskret 
zu bauen. Hört sich kompliziert an, ist es aber nicht, schon gar nicht 
für solche Ströme.

Wo man so etwas findet?
Such mal unter diskreter Buck/step-Down und dann verwendest du 
entsprechende Polaritäten bei den Bauteilen, z.B. beim Schalter 
(N-FET-->P-FET, oder NPN-->PNP), Freilauf-Diode und Elkos nicht 
vergessen umzudrehen. Und nein, die Spule muss nicht verpolt werden... 
:-) SCNR

Hilft dir das?
PdG

von PdG (Gast)


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PdG schrieb:
> entsprechende Polaritäten bei den Bauteilen, z.B. beim Schalter
> (N-FET-->P-FET, oder NPN-->PNP), Freilauf-Diode und Elkos nicht

Da habe ich natürlich Bullenkacke geschrieben. Kommt davon, wenn man 
herumformatiert...
Es soll natürlich heißen:
... (P-FET-->N-FET, oder PNP-->NPN), ...

Sorry,
PdG

von Jo_Calci (Gast)


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Ah,

naja, ich merk schon, ich mach ein größeres Fass auf als ich wollte. 
Danke für die definitive Antwort, dass es so Stepdown Wandler nicht 
gibt. Ich guck mir mal den Aufwand an und schätze dann ab, ob ich sowas 
diskret aufbaue. Ich melde mich bald zurück.
Vielen Dank, das hilft mir.
Jo

von Joachim B. (jar)


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Jo_Calci schrieb:
> Meinst du so etwas wie ein Workaround, was man
> auch als 7812 in der Masseleitung modellieren könnte und dessen Ground
> ist dann die -12V?

genau!

geht wenn man 2 getrennte Wicklungen und/oder Eingangsspannungen hat

von Wolfgang (Gast)


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PdG schrieb:
> Völlig richtig, für negative Spannungen gibt es praktisch keine fertigen
> integrierten Bausteine mehr.

Viel einfacher wäre es, von einer positive Eingangsspannung auszugehen 
und daraus die -12V zu erzeugen. Warum müssen es denn unbedingt so 
exotische Spannungen sein?

Wenn es auf dem Markt keine billigen integrierten Wandler für -40V -> 
-12V gibt, liegt das daran, das so ein Zeugs sonst kaum einer braucht.

von Helge A. (besupreme)


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Müssen die -12V denn unbedingt aus den -40V kommen?

Wie werden die +/-40V erzeugt?

von Joachim B. (jar)


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Jo_Calci schrieb:
> ob es einen vergleichbar einfachen Step-Down
> Regler gibt wie den MC34063,

dann nimm den, mache +12V raus und dann

Jo_Calci schrieb:
> Strom ist gering, im Bereich unter 100mA (eher 30-50mA).
Sim1 für 1W an 12V ca. 80mA

das hier
https://www.google.de/search?q=sim1+1212&ie=utf-8&oe=utf-8&gws_rd=cr&ei=FFisVPrmD4S0UeelgegC

aus 12V in + und - beachten werden getrennte! 12V aus, + an GND und du 
hast am - Ausgang -12V

: Bearbeitet durch User
von Jo_Calci (Gast)


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Hallo ihr Lieben,

es scheint etwas Erklärungsbedarf zu geben.
Also: Ich habe einen Audioverstärker entwickelt und versorge ihn mit 
einer symmetrischen Spannung. Der Verstärker selber ist so ausgelegt, 
dass ich Versorgungsspannungen bis zu sagen wir mal +-60V anlegen kann 
(je mehr Spannung, desto mehr Leistung. An sich könnte die 
Versorgungsspannung sogar noch höher sein, aber irgendwann wird es mit 
der Kühlung problematisch). Momentan betreibe ich ihn mit etwa +-22V, 
allderdings reicht die Leistung noch nicht, sodass ich gerne mehr nehmen 
würde. Mein angestrebtes Ziel ist etwa +-35V, was etwa 150W 
Sinusleistung an 4 Ohm entspricht, die Hälfte an 8 Ohm. Das ist die 
Ausgangssituation.

Das Problem: Ich habe noch eine Schutzschaltung, die +-12V benötigt. Der 
Großteil des Stromes, den ich hier benötige, ist für zwei Relais, die im 
Fehlerfall die Lautsprecher von dem Verstärker trennen. Meine erste 
Schaltung war wie folgt: zwei Relais parallel von +12V nach gnd, 
geschaltet von einem Transistor. Allerdings hat diese einseitige 
Belastung (also Strom von + nach GND) zu einem Brummen geführt, dessen 
Herkunft ich mir nicht erklären kann. Als ich jedoch die Relais in Reihe 
von +12V nach -12V geschaltet hatte (also der Strom fließt von + nach - 
anstatt nach gnd) war das Problem weg. Ich weiß, dass das ein Bug ist. 
Wenn mir jemand dabei helfen kann, würde nichts mehr gegen die 
vorgeschlagenen Lösungen sprechen. Tatsächlich wäre mir eine Lösung des 
GND Problems viel lieber als eine Lösung des Problems, nach dem ich 
ursprünglich gefragt habe, da dies das eigentliche Problem lösen würde, 
statt nur einen Workaround darzustellen.
Naja, allerdings ich muss so wie es im Moment ist gewährleisten können, 
dass nur ein minimaler Strom nach GND fließt, sodass ich momentan auf 
eine symmetrische Lösung angewiesen bin. Is blöd, aber was besseres habe 
ich im Moment nicht.

Ist das verständlich?

Vielen Dank, ich werde mir jetzt eure Vorschläge ansehen, ich wollte nur 
erstmal den Kontext meiner Frage erläutern.
Vielen Dank für euer Engagement
Jo

von Jo_Calci (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Sim1 für 1W an 12V ca. 80mA

Der macht nicht was er soll und er ist mir auch zu teuer.

Ich brauche etwas, dass die Masse weitestgehend unberührt lässt.

Die Idee mit dem diskreten Wandler scheint mir bisher am elegantesten, 
allerdings muss ich mich erst durch die Schaltung denken, da die trotz 
ihrer Einfachheit nicht trivial ist. Vielen Dank für den Tip.

Joachim B. schrieb:
> Jo_Calci schrieb:
>> Meinst du so etwas wie ein Workaround, was man
>> auch als 7812 in der Masseleitung modellieren könnte und dessen Ground
>> ist dann die -12V?
>
> genau!
>
> geht wenn man 2 getrennte Wicklungen und/oder Eingangsspannungen hat

Naja, das würde den Schaltungsaufwand vergrößern. Soweit ich das 
überblicke gibt es dann auch Probleme mit der gemeinsamen Masse, die ich 
mit dem Verstärker verwenden möchte. Ich glaube das kann ich nicht 
verwenden, sry.

Jo

von Joachim B. (jar)


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Jo_Calci schrieb:
> Der macht nicht was er soll

doch

Jo_Calci schrieb:
> er ist mir auch zu teuer.

OK dann grübel weiter, aber

Jo_Calci schrieb:
> Ich brauche etwas, dass die Masse weitestgehend unberührt lässt.

behaupte nicht das mein Vorschlag deine Masse tangiert, massefreier 
DC/DC Wandler SIM1 1212 4-Pinner! und du legst den +Ausgang auf GND um 
deine -12V gegen Masse/GND zu erhalten.

Jo_Calci schrieb:
> Die Idee mit dem diskreten Wandler scheint mir bisher am elegantesten,

na warten wirs ab ob du da ne Lösung findest die günstiger ist und 
funktioniert wie du wünschst, ich lausche hier ja ab und an rein wie du 
es gelöst hast.

: Bearbeitet durch User
von Jo_Calci (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Jo_Calci schrieb:
>> Der macht nicht was er soll
>
> doch

Ok. Ich werd aus dem (arg minimalistischen) Datenblatt nicht richtig 
schlau.
Sind die intern galvanisch getrennt? Dann würde es tatsächlich gehen.
Allerdings sind die Eingangsspannungen zu stark festgelegt/unvariabel.

von Jo_Calci (Gast)


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So ich habe meinen Verstärker noch einer etwas genaueren Untersuchung 
unterzogen. Zwar habe ich das Problem nicht genau identifizieren können, 
allerdings habe ich herausgefunden, dass das Brumm-Problem nur auf einem 
Kanal auftritt. Da die Schaltung für beide Kanäle identisch ist kann es 
nur an der konkreten Verdrahtung liegen, also irgendwo eine schlechte 
Masse vermute ich.
Das wird sich aber lösen lassen, indem ich die Platinen bei Version 2 
Massetechnisch besser verdrahte.

Damit ist jetzt die Lösung mit den MC34063 wieder zulässig und mein 
Problem löst sich sehr wahrscheinlich in Luft auf. Unabhängig davon 
würde ich mich trotzdem freuen, wenn mir jemand ein MC34063-ähnliches 
Bauteil finden könnte. Ich wäre daran höchst interessiert.

Vielen Dank für eure Hilfe
Jo

von Helge A. (besupreme)


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Hmja. Brumm und Gleichspannungsversorgung paßt nit zusammen. Daher 
vermute ich, du hast einen Trafo davor. Weiter vermute ich, deine Relais 
sind fast immer an. Außer im Fehlerfall. Liege ich richtig?

Dann würde sich anbieten, eine Art Kondensatornetzteilschaltung für die 
+/-12V aufzubauen. Die läßt sich aus dem Trafo speisen und auf die 
geforderten 80mA auslegen.

von Jo_Calci (Gast)


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Helge A. schrieb:
> Hmja. Brumm und Gleichspannungsversorgung paßt nit zusammen. Daher
> vermute ich, du hast einen Trafo davor. Weiter vermute ich, deine Relais
> sind fast immer an. Außer im Fehlerfall. Liege ich richtig?

ja

Helge A. schrieb:
> Dann würde sich anbieten, eine Art Kondensatornetzteilschaltung für die
> +/-12V aufzubauen. Die läßt sich aus dem Trafo speisen und auf die
> geforderten 80mA auslegen.

Ich verstehe nicht, wie das gemeint ist.

Ich habe mich für eine Schaltregler Lösung entschieden und muss zusehen, 
dass ich das Brummen weg bekomme. Es führt kein Weg drum herum, da ich 
einen Teil außer Acht gelassen hatte, der viel mehr Strom braucht, und 
zwar unsymmetrisch. Von daher bin ich jetzt gezwungen, das eigentliche 
Problem zu lösen.

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