Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik negative Spannung mit Buck


von ABV (Gast)


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Hallo,

ich habe +12 Volt zur verfügung und möchte für einen Sensor, -12 Volt 
mit 100 mA machen. Hat jemand eine Empfehlung für ein billigen 
Buck-Converter IC mit integrierten Transistoren?

Vielen Dank.

von THOR (Gast)


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von Detlev T. (detlevt)


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THOR schrieb:
> MC34063

Wäre auch mein Tipp. Billiger geht es nicht. Und die passende 
Beschaltung steht auch schon im Datenblatt.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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ABV schrieb:
> Empfehlung für ein billigen Buck-Converter
Ist das abgesehen von der Spannung und dem Strom die einzige 
Anforderung?

von ABV (Gast)


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Danke für den Tip... scheint ein langbewährter Brocken zu sein.

Weitere Anforderungen... Ich will damit einen Sensor betreiben, d.h. ich 
werde noch einen Filter benögtigen. Was meinst du genau?
Schön wäre, wenn die Drossel noch klein und billig wäre (hatte eher in 
Richtung 20µ gedacht...)...

Warum sind aktuelle ICs eigentlich so teuer?
Z.B. LTC3631 kostet ein Vielfaches davon.

von ABV (Gast)


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Achja, wenn keine Elkos benötigt werden, wäre auch nett:-)
Wenn ein paar 10µ X7R reichen würde mir sehr entgegen kommen...

Hier ist ein etwas neuerer MC34063...
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NCP3063-D.PDF

von voltwide (Gast)


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ABV schrieb:
> Achja, wenn keine Elkos benötigt werden, wäre auch nett:-)
> Wenn ein paar 10µ X7R reichen würde mir sehr entgegen kommen...
>
> Hier ist ein etwas neuerer MC34063...
> https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NCP3063-D.PDF

Tja so ist das eben, was Du an diesem Steinzeit-chip einsparst, geht 
dann drauf an überdimensionalen Drosseln und Elkos.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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ABV schrieb:

> Ich will damit einen Sensor betreiben, d.h. ich
> werde noch einen Filter benögtigen. Was meinst du genau?

Was meinst du genau? Sensor ist nicht gleich Sensor. Wieviel Ripple 
verträgt dein Sensor? Und bei welcher Frequenz?

> Schön wäre, wenn die Drossel noch klein und billig wäre (hatte eher in
> Richtung 20µ gedacht...)...

Dann brauchst du etwas moderneres als den o.g. Dinosaurier.

> Warum sind aktuelle ICs eigentlich so teuer?
> Z.B. LTC3631 kostet ein Vielfaches davon.

Weil sie u.a. bei wesentlich höheren Frquenzen arbeiten (können) und 
dann mit viel kleineren (Volumen!) Induktivitäten auskommen. Weil viele 
moderne Schaltregler moderne Features haben wie Synchrongleichrichtung 
oder Pulse-Skipping, was die Regelstabilität und den Wirkungsgrad 
verbessert.

Deine Frage ist etwa auf dem Niveau von "wieso kostet ein ICE so viel 
mehr als eine Dampflokomotive? Die fahren doch beide nur von A nach B"

Ach ja: Schaltregler, die aus einer positiven Spannung eine negative 
machen, nennt man gemeinhin nicht "Buck", sondern "Inverter". Wenn du 
anderen durch die Verwendung von Fremdwörtern imprägnieren willst, dann 
mußt du auch die richtigen verwenden. Sie sollen dich ja schließlich für 
eine Konifere halten ...

von Christian K. (Gast)


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Naja. Der TE hat schon recht. Es wird ein Buck Konverter in einer 
invertierenden Applikation eingesetzt. Wichtig ist, die Kondensatoren so 
wie beim normalen Buck zu beschalten und nur am Ausgang VOUT und GND zu 
vertauschen. Der Buck Regler muß 24V können und liefert nur einen Teil 
seines Schaltstromes als Ausgangsstrom. Der Ausgangsripple ist höher da 
auch voll geschaltet. Falls eine störungsärmere Ein- und Ausgangspannung 
gewünscht ist, eine CUK Topologie benutzen.

von THOR (Gast)


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Beim Buck ist die Ausgangsspannung betragsmäßig kleiner als die 
Eingangsspannung, beim invertierenden Wandler kann sie kleiner oder 
größer sein.

Das ist ein Unterschied, daher ist der invertierende Wandler eine eigene 
Topologie (zusätzlich zu dem gänzlich unterschiedlichen Schaltplan).

Cuk hat den Nachteil der Kondensatorkopplung. Ich würde eher filtern. 
Aber Anforderungen sind wieder mal keine vorhanden.

von Christian K. (Gast)


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THOR schrieb:
> Beim Buck ist die Ausgangsspannung betragsmäßig kleiner als die
> Eingangsspannung, beim invertierenden Wandler kann sie kleiner oder
> größer sein.
>
> Das ist ein Unterschied, daher ist der invertierende Wandler eine eigene
> Topologie (zusätzlich zu dem gänzlich unterschiedlichen Schaltplan).


Na für mich sind nur GND und Vout umgetauft. Aber wenn der Schaltplan 
für Dich gänzlich anders aussieht...

Bis ca. 1A Ausgangsstrom geht mit MLCC Kondensatoren ein CUK oder SEPIC 
noch recht brauchbar und platzsparend aufzubauen. Die zusätzlichen 
Filter, die alternativen Technologien für vergleichbaren Ripple im Ein- 
und Ausgang benötigen, kosten mehr oder zumindest gleich viel. Über 1A 
sind dann z.B. 4 Switch Topologien im Vorteil.

von Peter M. (r2d3)


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Axel S. schrieb:
> Ach ja: Schaltregler, die aus einer positiven Spannung eine negative
> machen, nennt man gemeinhin nicht "Buck", sondern "Inverter". Wenn du
> anderen durch die Verwendung von Fremdwörtern imprägnieren willst, dann
> mußt du auch die richtigen verwenden. Sie sollen dich ja schließlich für
> eine Konifere halten ...

Wenn Du so streng zu ihm bist, besteht die Gefahr, dass er gleich 
katapultiert!

Wie sagte ein Kollege unbekümmert in die Runde:

"Das wird ja eine Syphilis-Arbeit."

Das habe ich nicht erfunden, das hat er wirklich gesagt. :)

von ABV (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Was meinst du genau? Sensor ist nicht gleich Sensor. Wieviel Ripple
> verträgt dein Sensor? Und bei welcher Frequenz?

Lustige Frage.... Keine Ahnung. Könntest du Sie beantworten? Ich habe 
keine Ahnung, welche Auswirkung hochfrequente Störungen auf meinen 
Sensor haben. War aber auch nicht die Frage. Ich würde halt nen stink 
normalen Pi Filter auf meine Schaltreglerfrequenz auslegen und hoffen 
das es geht. Aber ich bin auf deine Tipps gespannt. Vielleicht kannst du 
das mal erklären z.B. anhand von 
http://www.lem.com/docs/products/htb%20-p_tp%20v12%20e%20.pdf

Axel S. schrieb:
> Weil sie u.a. bei wesentlich höheren Frquenzen arbeiten (können) und
> dann mit viel kleineren (Volumen!) Induktivitäten auskommen. Weil viele
> moderne Schaltregler moderne Features haben wie Synchrongleichrichtung
> oder Pulse-Skipping, was die Regelstabilität und den Wirkungsgrad
> verbessert.

Okay klingt logisch. Danke

Axel S. schrieb:
> Deine Frage ist etwa auf dem Niveau von "wieso kostet ein ICE so viel
> mehr als eine Dampflokomotive? Die fahren doch beide nur von A nach B"
>
> Ach ja: Schaltregler, die aus einer positiven Spannung eine negative
> machen, nennt man gemeinhin nicht "Buck", sondern "Inverter". Wenn du
> anderen durch die Verwendung von Fremdwörtern imprägnieren willst, dann
> mußt du auch die richtigen verwenden. Sie sollen dich ja schließlich für
> eine Konifere halten ...

Ich werde ab jetzt für dich Tiefsetzsteller (steht halt in keinem 
Datenblatt) schreiben. Warum du Nadelbäume imprägnieren willst verstehe 
ich nicht ;-D Nichts fur ungut, aber mach dich nicht unglücklich...

Christian K. schrieb:
> Falls eine störungsärmere Ein- und Ausgangspannung
> gewünscht ist, eine CUK Topologie benutzen.

Danke guter Hinweis. Habe ich schon bei ein paar ICs gesehen (DN435). 
DAmit kenn ich mich leider nicht so aus, muss ich mich mal einlesen.

THOR schrieb:
> Cuk hat den Nachteil der Kondensatorkopplung. Ich würde eher filtern.
> Aber Anforderungen sind wieder mal keine vorhanden.

Kannst du das mal näher erklären. Z.B. an dem Beispielsensor den ich 
oben genannt habe? Würde mich interessieren.

Christian K. schrieb:
> Bis ca. 1A Ausgangsstrom geht mit MLCC Kondensatoren ein CUK oder SEPIC
> noch recht brauchbar und platzsparend aufzubauen. Die zusätzlichen
> Filter, die alternativen Technologien für vergleichbaren Ripple im Ein-
> und Ausgang benötigen, kosten mehr oder zumindest gleich viel. Über 1A
> sind dann z.B. 4 Switch Topologien im Vorteil.

Interessant. Kennst du einen guten Überblick über Topologien, welchen 
man mal lesen könnte?

von THOR (Gast)


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ABV schrieb:
> THOR schrieb:
>> Cuk hat den Nachteil der Kondensatorkopplung. Ich würde eher filtern.
>> Aber Anforderungen sind wieder mal keine vorhanden.
>
> Kannst du das mal näher erklären. Z.B. an dem Beispielsensor den ich
> oben genannt habe? Würde mich interessieren.

Der Sensor stellt ja gar keine Anforderungen. 12V mit 5% Toleranz, das 
schafft jeder Schaltwandler. Da kann man den einfach auslegen.

Btw: 15mA braucht der Sensor, warum willst du 100mA? Brauchst du noch 
Saft für was anderes?

Braucht der Sensor +12V -12V, also Split Supply? Und wie sieht deine 
Stromversorgung im Allgemeinen aus, höher oder niedriger als +12V?

von THOR (Gast)


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Christian K. schrieb:
> Na für mich sind nur GND und Vout umgetauft. Aber wenn der Schaltplan
> für Dich gänzlich anders aussieht...

https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichspannungswandler#Topologien_.28Grundschaltungen.29

Die 3 die nach den Ladungspumpen kommen.

von Christian K. (Gast)


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THOR schrieb:
> Christian K. schrieb:
>> Na für mich sind nur GND und Vout umgetauft. Aber wenn der Schaltplan
>> für Dich gänzlich anders aussieht...
>
> https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichspannungswandl...
>
> Die 3 die nach den Ladungspumpen kommen.

Genau. Dann schau nochmal genau hin und lies, was ich geschrieben habe.
Die meisten EMV-technisch lausigen Layouts kommen nur daher, das sich 
die Entwickler zuwenig Gedanken machen, wo und was eigentlich passiert.
Schon mit der Anordnung der Kondensatoren für einen Inverswandler, 
gebaut mit einem Abwärtswandler nach obiger wickipedia, legst Du dir die 
Karten.

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