Hallo, ich habe folgendes Problem ich suche einen Dc-Dc Wandler von 2-4V auf 5V (500mA output). Ich habe schon diverse fertige Bauteile gefunden die das können, aber ich würde gerne keine IC`S verwenden sondern eine Schaltung aus Dioden, Transistoren, Kondensatoren, Widerständen, Spulen usw. Mit IC´S wäre es recht einfach, da es aber für ein Projekt ist nicht passend. Ich habe mal eine Schaltung welche ich gefunden habe angehängt, es ist nur der Step-Up-Wandler welcher leider einen Taktgeber benötigt also somit ausfällt. Ich hoffe ihr könnt mir weiter helfen. MfG. Tobias
Angehängte Dateien:
-
Unbenannt.PNG
8,9 KB
:
Verschoben durch Moderator
Der Joule Thief fällt mir ein. Der hat aber keine Spannungsregelung, die müsste man dazubauen.
Sascha_ schrieb: > Der Joule Thief fällt mir ein. Ja aber wäre der den für die Leistung geeignet? > Der hat aber keine Spannungsregelung, die müsste man dazubauen. Das sollte nicht das Problem sein ;)
Tobias M. schrieb: > Ich habe schon diverse fertige Bauteile gefunden die das können, aber > ich würde gerne keine IC`S verwenden sondern eine Schaltung aus Dioden, > Transistoren, Kondensatoren, Widerständen, Spulen usw. Dann solltest Du aber schon recht weitgehende Kenntnisse in der Entwicklung von Schaltungen haben, z.B. in Form eines einschlägigen mehrjährigen Studiums. Das es auch mit ICs noch genügend Probleme gibt, sieht man an den vielen Beiträgen zu diesem Thema hier im Forum. :-) Einen Einstieg in das Thema Schaltregler findet man in den DSE-FAQ und den dort stehenden, weiterführenden Links.
Tobias M. schrieb: > da es aber für ein Projekt ist nicht passend. Erläutere diese Begründung mal näher. Klar, bauen kann man alles, aber außer zu Lehrzwecken ist es kaum sinnvoll, im 21. Jahrhundert einen Stepup-Wandler für 2,5 W „zu Fuß“ aufzubauen. Der Aufwand steht in keinem Verhältnis zum Nutzen.
Schau mal unter "selbstschwingender Gegentaktwandler". Der braucht im Wesentlichen nur einen Trafo und 2 Transistoren (+ etwas Kleinkram). Die Schwingung erfolgt über die Sättigung des Trafos.
Dietrich L. schrieb: > Schau mal unter "selbstschwingender Gegentaktwandler". Und du meinst, der macht aus „2 - 4 V“ dann „5 V, 500 mA“? ;-) Klar, man kann ihn natürlich überdimensionieren und dann die überflüssige Leistung auf der Sekundärseite in einer Z-Diode verheizen (Linearregler geht nicht, ist ja wieder ein böses IC), aber meist ist die sich ergebende Energiebilanz dann nicht das, was man sich antun würde.
Jörg W. schrieb: > Tobias M. schrieb: >> da es aber für ein Projekt ist nicht passend. > > Erläutere diese Begründung mal näher. Wir sollen an der HS eine Platine entwerfen und wir haben uns für einen Dc-Dc-Wanlder entschieden um damit ein Handy oder ähnliches zu laden. Würden wir es mit IC`S Realisieren wären es nur ein paar Bauteile und würde wäre vom Umfang her ehr gering. Deshalb wollten wir lieber den umständlichen Weg wählen da man so mehr zum planen hat und auch die Grundlagen weiter vertiefen kann.
Tobias M. schrieb: > Ich habe mal eine Schaltung welche ich gefunden habe angehängt, es ist > nur der Step-Up-Wandler welcher leider einen Taktgeber benötigt also > somit ausfällt. Der Taktgeber ist dein kleinstes Problem. Den kann man einfach dazu bauen (z.B. einen Multivibrator, der ein Rechteck ausgibt). Das ist allerdings alles andere als optimal. Denn damit kannst du vielleicht diese Schaltung recht und schlecht zum Funktionieren bringen, aber was für eine Spannung rauskommt, weißt du damit nicht. Da fehlt eine Regelung, die das Puls/Pausenverhältnis in Abhängigkeit der Spannung regelt (bzw. auch die Frequenz des Rechteckes). Mal ganz abgesehen von der EMV-Problematik. Da haben sich schon viele gescheite Leute den Kopf zerbrochen, wie man am besten so einen Wandler baut, ohne daß er zum Störsender wird. Und das Problem hat man schon bei der Verwendung von ICs bei ungünstigem Aufbau. Laß dir raten, nimm ICs, die dafür konstruiert wurden und du kommst schneller und besser zum Ziel. Als Demonstration kann man sowas vielleicht mal aufbauen...
Jörg W. schrieb: > Und du meinst, der macht aus „2 - 4 V“ dann „5 V, 500 mA“? ;-) Tobias M. schrieb: >> Der hat aber keine Spannungsregelung, die müsste man dazubauen. > > Das sollte nicht das Problem sein ;) Wer weiß, was Tobias da noch alles in der Schublade hat ;-)
Angehängte Dateien:
-
Schaltregler_diskret.png
30 KB
Ich habe die Schaltung schon öfter gepostet, weil sie einfach und genial ist. Wir haben es hier allerdings mit einem Stepdown Regler zu tun, den du also von Buck auf Boost umbauen müsstest. Aber wie du siehst, ganz ohne IC, Halbleiter sind allerdings schon drin :-P
Tobias M. schrieb: > Wir sollen an der HS eine Platine entwerfen Gut, also zu Lehrzwecken. Dann solltet ihr aber eigentlich auch nicht im Forum nachfragen, sondern euch die Grundlagen aneignen und sie umsetzen. ;-) Die Schaltung von Matthias hat natürlich schon eine gewisse Genialität, aber der Lerneffekt, wenn man sie einfach so benutzt, ist schon wieder deutlich geringer. Falls ICs nicht komplett tabu sind, könntet ihr euch beispielsweise überlegen, wie man den Taktgeber in eurer Schaltung durch einen NE555 realisiert und dann eine Spannungsregelung (über die Pulsbreite) damit umsetzt. Dann ist es immer noch „diskret genug“, um hinreichend was zu lernen dabei.
:
Bearbeitet durch Moderator
Tobias M. schrieb: > Ich hoffe ihr könnt mir weiter helfen. Nimm die einfache Methode > Mit IC´S wäre es recht einfach, da es aber für ein Projekt ist nicht > passend. denn von der komplizierten sind deine Kenntnisse noch meilenweit entfernt. ICs sorgen für Kurzschlussschutz, schützen vor fehldimensionierten Bauteilen (z.B. den Schaltransistro vor den Spulen), regeln die Ausgangsspannung, arbeiten effizient weil sie die Spulen nicht in Sättigung treiben wie alle Sperrschwinger, und das Datenblatt gibt Schaltplan und Bauteildimensionierung schon vor. Ausserdem sind es weniger Bauteile. Bei diskreten Sperrschwingern hängen alle Parameter voneinander ab, tatsächliche Transistorverstärkung von Spulensättigung, von Zwischen-den-Windungen Kapazität, es kommt also auf die Nebenwerte der Bauteile an, die nicht dabeistehen, man muss also ausprobieren und ohne Oszilloskop sieht man nicht mal daß nichts passiert.
Hallo, im Prinzip könnte dies hier ein möglicher Startpunkt sein, indem Du die Schaltung schrittweise niederohmiger machst, bis sie bei 3V gut geht. http://www.homemade-circuits.com/2012/02/how-to-make-simplest-inverter-circuit.html MfG
Geh doch auf das Blockdiagramm im Datenblatt von einem LT1301 o.ä. und bau den Teil davon den Du brauchst diskret nach, das ist am sportlichsten. Taktgeber von dem Wandlerschaltplan am Anfang kannst Du einen diskret aufgebauten Oszillator nehmen. Den kann man auch aus Quarz/Schwingkreis und Transistoren aufbauen, die sind doch alle erlaubt, oder? Es gibt dazu passend bei Aliexpress 100er Tüten mit pnp/npn Standardtransistoren für unter 1€. Viel Spaß.... :-D
Jörg W. schrieb: >> Wir sollen an der HS eine Platine entwerfen HS=Hochschule? > Falls ICs nicht komplett tabu sind, könntet ihr euch beispielsweise > überlegen, wie man den Taktgeber in eurer Schaltung durch einen > NE555 realisiert und dann eine Spannungsregelung (über die Pulsbreite) > damit umsetzt. Naja, ein Taktgeber mit der typischen Zweitransistorschaltung zu bauen, ist zwar komplizierter als mit 555, aber der Aufwand ist noch überschaubar. Man könnte zur Pulsbreitenregelung ein Monoflop mit Komparator nachschalten, wobei die Regelung über Veränderung der Schaltschwelle des Komparators gemacht würde. Den Komparator könnte man als Differenzverstärker mit zwei bis drei Transistoren aufbauen. Möglich ist vieles, ob es Sinn macht, ist eine andere Frage.
Tobias M. schrieb: > Sascha_ schrieb: >> Der Joule Thief fällt mir ein. > > Ja aber wäre der den für die Leistung geeignet? Sind doch nur 2,5W. >> Der hat aber keine Spannungsregelung, die müsste man dazubauen. > > Das sollte nicht das Problem sein ;) Dann los.
Jörg W. schrieb: > Die Schaltung von Matthias Oh nein, die Schaltung ist nicht von mir, sondern vom grossen Matjaz Vidmar, der schon 1988-89 einen Selbstbauempfänger für Glonass und GPS in der UKW Berichte veröffentlichte und dabei den o.a. Schaltregler (damals noch ein absolutes Novum) zur Speisung dieses Empfängers einsetzte. Das war ein ausgewachsener 68000er System mit allem Pipapo. http://lea.hamradio.si/~s53mv/navsats/digital.html
Angehängte Dateien:
-
DiskreterStepDown.png
9,5 KB
Matthias S. schrieb: > Ich habe die Schaltung schon öfter gepostet Ja, leider. > weil sie einfach und genial ist Nö, ich finde die aufwendig und ziemlich doof. Ein frei schwingender Oszillator, dem man den "Hals zudrückt" wenn die Ausgangsspannung zu groß wird. Das geht mit nur 2 Transistoren einfacher und besser. Mit 3 Transistoren hätte man schon eine Strombegrenzung mit drin.
Die Schaltung beruht auch darauf dass der PNP bei steigendem Spulenstrom aus der Sättigung kommt, sehe ich das richtig?
Tobias M. schrieb: > Ich habe schon diverse fertige Bauteile gefunden die das können, aber > ich würde gerne keine IC`S verwenden sondern eine Schaltung aus Dioden, > Transistoren, Kondensatoren, Widerständen, Spulen usw. Tobias M. schrieb: > Deshalb wollten wir lieber den umständlichen Weg wählen da man so mehr > zum planen hat und auch die Grundlagen weiter vertiefen kann. Produktiv ist sowas natürlich nicht. Das weißt du aber selber. Dir geht es nur um den Lerneffekt. In dem Fall kann ich dir weiterhelfen. Bei der Regelung kann man sparen. Lege den Wandler so aus, dass er bei 2V Eingangsspannung noch auf 5V boosten kann, bei einem maximalen Ausgangsstrom von 750mA. Der Strom ist höher als dein Nennstrom damit der Wandler nicht ewig zum aufladen des Ausgangskondensators braucht, nachdem ein Lastsprung erfolgt ist. Sobald du mit einem Komparator misst dass die Ausgangsspannung 5V erreicht hat schaltest du den Oszillator aus. Klassische Bang-Bang-Regelung, schaltet genauso grausam wie es sich anhört, kommt aber mit wenig Aufwand aus. Danach wählst du Frequenz und Spule. Beide sind abhängig voneinander. Da das ganze diskret wird solltest du mit der Frequenz nicht höher als ~80kHz gehen, mehr wird unschön ohne richtige ICs. Den Dutycycle musst du so auswählen dass du bei maximaler Eingangsspannung die Spule nicht dauerhaft aufmagnetisierst. In deinem Fall kann man einfach D=0.5 festsetzen, da das die Oszillatorschaltung vereinfacht. Als nächstes suchst du dir eine Schaltung MIT ICs die das erforderliche Signal erzeugen kann. Z.b. ein NE555. Die Aufgabe besteht jetzt "nurnoch" dadrin diesen IC diskret nachzubauen. Im fall vom 555er ist das recht einfach. Ich habe so ziemlich das selbe auch mal gemacht, primär um die Schaltungen besser zu verstehen. Um ein bisschen Werbung zu machen ;) http://gotbread.bplaced.net/Sites/Hardware/Flampe.html Auf den ersten paar Bildern siehst du den Aufbau. An sich habe ich nur die Komparatoren und das Flipflop des 555ers diskret aufgebaut. Einen sehr einfachen Komparator kannst du schon so: http://www.learningelectronics.net/images/quiz/01243x01.png aufbauen. Mit einer Frequenzkompensation kannst du daraus auch einen Opamp bauen.
Sascha_ schrieb: > Die Schaltung beruht auch darauf dass der PNP bei steigendem Spulenstrom > aus der Sättigung kommt, sehe ich das richtig? Welche Schaltung meinst du? Vidmar oder meine? Bei meiner passiert das nicht.
Deine, aber hab den Fehler schon bemerkt. Wobei man den Effekt ähnlich wie beim Joule Thief dazu nutzen könnte, eine rudimentäre Strombegrenzung einzubauen.
Angehängte Dateien:
-
DiskreterStepUp.png
13 KB
Na dann zeige ich mal noch die heute Nachmittag entworfene Schaltung nach den Anforderungen des TO. Die Kurven zeigen die Ausgangsspannung und die Stromaufnahme bei 2V, 3V und 4V Versorgung. Für den IRLML2502 gibt es besser geeignete Transistoren, hatte aber kein Model parat. Der Ausgangselko ist rel. klein (und daher die Welligkeit rel. groß) um die Rechenzeit kurz zu halten. Eine Spannungsregelung ist nicht drin, aber einfach zu machen, sagt ja sogar der TO ;-)
Jetzt gibts hier ne fertige Schaltung mit diskreten Bauteilen statt ne fertige Schaltung in IC Form.
Sascha_ schrieb: > Jetzt gibts hier ne fertige Schaltung mit diskreten Bauteilen statt ne > fertige Schaltung in IC Form. Verstehe die Bemerkung nicht. Genau das wollte der TO doch: Tobias M. schrieb: > ich suche einen Dc-Dc Wandler von 2-4V auf 5V (500mA output). > ich würde gerne keine IC`S verwenden sondern eine Schaltung aus Dioden, > Transistoren, Kondensatoren, Widerständen, Spulen usw.
>> Jetzt gibts hier ne fertige Schaltung mit diskreten Bauteilen Ein bißchen hätte TS Tobias auch tun können. Ein Foto vom Testaufbau erwarten wir jetzt schon. Kleine Starthilfe dazu:Beitrag "Schaltregler Layout verbesserungswürdig :-)"
Sascha_ schrieb: > so lernt man halt nix mehr Naja, das denke ich nicht. Wenn er an einer Hochschule die Schaltung vorstellen will, dann muß er wohl auch die Funktion erklären können (was ihm wohl nicht so ganz leicht fallen wird). Die habe ich deshalb extra nicht hingeschrieben.
ArnoR schrieb: > Na dann zeige ich mal noch die heute Nachmittag entworfene Schaltung > nach den Anforderungen des TO. Hallo danke für die Schaltung :) Mit welchen Programm hast du diese denn Simuliert? Da mir in Pspice einige Bauteile fehlen.
Tobias M. schrieb: > Mit welchen Programm TINA-TI, von der Seite ti.com. Das Model für den IRLML findest du da drin aber nicht, das musst du von irf.com runterladen. Aber ich sagte ja schon, dass es bessere Mosfets gibt (solche, die mit 2,5V richtig einschalten). Die Bipos sind unkritisch, geht auch mit anderen pnp.
http://www.falstad.com/circuit/ Hiermit lässt sich die Schaltung auch simulieren. Muss man dann beim FET die richtige Schwellspannung per Rechtsklick eintragen.
Angehängte Dateien:
-
111.PNG
8,8 KB
ArnoR schrieb: > Tobias M. schrieb: >> Mit welchen Programm > > TINA-TI, von der Seite ti.com. Das Model für den IRLML findest du da > drin aber nicht, das musst du von irf.com runterladen. Also ich habe die Schaltung nun aufgebaut und den IRLML2502 von ( http://www.infineon.com/cms/de/product/power/power-mosfet/20v-300v-n-channel-power-mosfet/20v-30v-n-channel-power-mosfet/IRLML2502/productType.html?productType=5546d462533600a401533d4a7a127014#ispnTab7 ) herunter geladen, der Skin ist leider nicht korrerkt aber bei der Simulation komme ich bei 3v am Eingang nur auf eine Ausgangsspannung von ca 1,43V.
Was macht die Diode D1 dort? In Arnos Simulation ist das nur ein Strompfeil.
Luca E. schrieb: > Was macht die Diode D1 dort? In Arnos Simulation ist das nur ein > Strompfeil. Ohh mein Fehler, ist beseitig aber komme bei 3V am Eingang nun auf 2,2V am Ausgang.
Luca E. schrieb: > Die Basis von T2 sieht nicht verbunden aus. Der Punkt fehlt. Die sind verbunden wurde nur nicht ganz deutlich dargestellt.
Zeichne den Schaltplan mal so um, dass keine Leitungen von der falschen Seite an die Basis der PNPs gehen. Einfach etwas wegziehen. Und dann stell mal Ugs am FET in nem Plot dar.
Angehängte Dateien:
-
001.PNG
40 KB
So sollte es übersichtlicher sein. Habe mal die beiden Spannungen plottetet.
Tobias M. schrieb: > So sollte es übersichtlicher sein. Naja,... nö > Habe mal die beiden Spannungen plottetet. 200 Sekunden, sonst geht aber noch? Das kann der Simulator gar nicht auflösen. Nimm mal 1/100.000stel davon (2ms) als Endwert.
Angehängte Dateien:
-
bipolar_DC-DC.png
4,9 KB
Tobias M. schrieb: > ich habe folgendes Problem ich suche einen Dc-Dc Wandler von 2-4V auf 5V > (500mA output). Bei so niedrigen Eingangsspannungen wird der Mosfet ein Problem. Hier mal was einfaches mit kleiner Leistung und bipolar.
:
Bearbeitet durch User
Bei der Simulation kommt es zu Speicher Probleme, könnte mir jemand sagen wie ich mit Tina-Ti weniger einzelne Punkte berechnen kann? Also welcher einstell Parameter die schritt weite der Berechnung einstellt.
ArnoR schrieb: > Na dann zeige ich mal noch die heute Nachmittag entworfene Schaltung > nach den Anforderungen des TO. Hallo wäre es möglich das du mir die Schaltung per E-Mail schicken könntest? Habe immer noch Probleme mit der Simulation. "abzekblabla@gmail.com"
Hier was zum Nachlesen mit viel Grundlagenwissen und Beispielschaltungen, auch diskret aufgebaute: http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Vorwort/Vorwort.html
Tobias M. schrieb: > Hallo wäre es möglich das du mir die Schaltung per E-Mail schicken > könntest? Nö. Das hier ist ein öffentliches Forum. Die Datei mit parametrischer Transientenanalyse (2ms bei 2V, 3V und 4V) im Anhang.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.