Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsverdopplung und invertierung


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von Matthias F. (frank91)


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Hallo alle zusammen.

Ich habe ein Problem.
Auf meiner Schaltung stehen +5V zur Verfügung.
Ich benötige allerdings auch +16V/1mA und -7V/1mA.

Bei den +16V hatte ich vor, diese mit einem NE555 mit Ladungspumpe zu 
erzeugen.
Anschließend eine Stabilisierung mittels Z-Diode.
Siehe Beispiel:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0206161.htm

Wie erzeuge ich allerdings die -7V/1mA??
Hier reicht es ja nicht die 5V zu invertieren sondern sie muss auch 
erhöht werden.
Ob ich den zweiten NE555 für die -7V einfach an die +16V anschließen 
kann habe ich noch nicht getestet.
Rein theoretisch geht es allerdings nicht, da
-der erste NE555 womöglich aufgrund des Stromes zusammenbricht.
-Die Zehner Diode einen viel höheren Strom liefern muss.
-Laut Datenblatt der NE555 nur maximale +16V verkraftet.


Oder fällt hier jemandem eine bessere Lösung ein?

: Verschoben durch Moderator
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Vielleicht ist es am einfachsten, einen TMA0512D zu verwenden.
Ausgangsspannung 0V verbindest du mit +5V.
Am +12V-Ausgang ergeben sich dann +17V, am -12V-Ausgang -7V.
Angesichts deiner geringen Ströme natürlich völlig überdimensioniert, 
aber schnell und einfach erledigt.

Geht natürlich auch mit Ladungspumpe. 2x ICL7662 könnte hinkommen.

von Harald W. (wilhelms)


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Matthias F. schrieb:

> Auf meiner Schaltung stehen +5V zur Verfügung.
> Ich benötige allerdings auch +16V/1mA und -7V/1mA.

Falls auch +15V reichen, würde ich einen 5V > +-15V DCDC-Wandler
empfehlen. Die -7V könnte man dann mit einer Z-Diode erzeugen.

von Rainer (Gast)


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Für die -7V könnte man den LT1054 von Linear nehmen. Ist aber nicht ganz 
billig und dürft bezüglich deiner 1mA Forderung auch etwas 
überdimensioniert sein.

Gruß
Rainer

von Stefan K. (stefan64)


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H.Joachim S. schrieb:
> Ausgangsspannung 0V verbindest du mit +5V.

Geniale Idee!

Viele Grüße, Stefan

von Erich (Gast)


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Stefan K. schrieb:
>> Ausgangsspannung 0V verbindest du mit +5V.
>
> Geniale Idee!

Das funktioniert, weil es sich beim empfohlenen Teil um einen
>>> The TMA series are miniature, isolated 1 W DC/DC-converters
handelt!

@Stefan K. (stefan64)
Einfach mal die Schnauze halten wenn man sich nicht informiert hat.

Gruss

von Stefan K. (stefan64)


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@Erich
Danke für die Erklärung. Echt genial, wie Du das gleich durchschaut 
hast.

Das Schnauze halten gebe ich gerne an den Absender zurück.

von Georg (Gast)


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Matthias F. schrieb:
> Hier reicht es ja nicht die 5V zu invertieren sondern sie muss auch
> erhöht werden.

Eine Ladungspumpe kann genausogut eine negative Spannung erzeugen - mit 
dem gleichen 555. Nimm die Vervielfacherschaltung:

http://www.jogis-roehrenbude.de/Bastelschule/Kaskade.htm

und dreh die Dioden um.

Georg

von Matthias F. (frank91)


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H.Joachim S. schrieb:
> Angesichts deiner geringen Ströme natürlich völlig überdimensioniert,
> aber schnell und einfach erledigt.

Da das ganze in Stückzahlen laufen soll ist das leider schon zu stark 
überdimensioniert.

> Geht natürlich auch mit Ladungspumpe. 2x ICL7662 könnte hinkommen.
Aber wie müssen diese dann beschalten werden?

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Matthias F. schrieb:
> Da das ganze in Stückzahlen laufen soll

Und was steht im Vordergrund?  Preis? Platz?
Was braucht denn überhaupt diese etwas eigenwilligen Spannungen? 
Vielleicht geht es ganz anders?

von roehrenvorheizer (Gast)


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Z.B. siehe Variante 5:

https://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063

mit freundlichem Gruß

von Matthias F. (frank91)



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am besten ich erkläre hierzu mal das Gesamtprojekt.

Es handelt sich um die Ansteuerung eines TFT Display.
Dieses benötigt diese ungewöhlichen Spannung.
Momentan läuft meine Platine mit einer Schaltung ähnlich dieser im 
Anhang.

Diese Woche war ich mit diesem Aufbau dann im EMV Labor.
Leider bin ich hier nicht durchgekommen.
Eines der Hauptprobleme war, dass die Schaltfläche des Schaltreglers 
(für die Beleuchtung des Displays) durch die angehängten Ladepumpen zu 
stark vergrößert wurde.

Es hieß zu mir ich solle die Spannung getrennt vom Schaltregler 
erzeugen.
Deswegen baue ich hier eine Musterplatine auf um dies beim nächsten EMV 
Termin zu testen.
Ich will diese Spannungen ohne einen Schaltregler erzeugen!!

Natürlich könnte ich auch die Ladungspumpen an den Ausgang des 
Schaltreglers anschließen. Dieser gibt ja bereits eine höhere Spannung 
aus.
Allerdings hieß es zu mir, dass man am besten beide Varianten testen 
sollte.
Das heißt Spannungserzeugung von +16V und -7V von den eigentlichen +5V.
Und die zweite Variante die Erzeugung aus der Spannung welche der 
Schaltregler ausgibt.

Bei jeder Spannung ist mir klar wie ich diese erzeugen kann. Nur die -7V 
aus 5V bin ich am grübeln.

von m.n. (Gast)


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Matthias F. schrieb:
> Bei jeder Spannung ist mir klar wie ich diese erzeugen kann. Nur die -7V
> aus 5V bin ich am grübeln.

MAX232 o.ä. ;-)

von Harald W. (wilhelms)


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Matthias F. schrieb:

> Ich will diese Spannungen ohne einen Schaltregler erzeugen!!

Das geht nicht. Auch Dein Konzept mit dem 555 ist ein Schaltnetzteil.

von Georg (Gast)


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Matthias F. schrieb:
> Nur die -7V
> aus 5V bin ich am grübeln.

Dann soltest du vielleicht doch die Antworten lesen? Ich habe doch 
erklärt, dass man so ebenso negative Spannungen erzeugen kann. Aber wenn 
du dich geistig so festgerannt hast, dass du eine Diode nicht umdrehen 
kannst, kaufst du wirklich am besten einen fertigen DC-DC-Wandler mit 
Dual-Ausgang. Ich bin dann raus.

Georg

von Stefan K. (stefan64)


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Welchen Regler benutzt Du genau? Der in der Application-Note angegebene 
Regler ist abgekündigt:
This device is discontinued. Samples are no longer available. Date of 
status change: June 2, 2014.

Ich habe schon öfter die Erfahrung gemacht, daß sich Ladungspumpen als 
wahre EMV-Drecksschleudern entpuppten, insbesondere, wenn sie diskret 
aufgebaut waren.

Gruß, Stefan

von Matthias F. (frank91)


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Georg schrieb:

>  Ich habe doch
> erklärt, dass man so ebenso negative Spannungen erzeugen kann. Aber wenn
> du dich geistig so festgerannt hast, dass du eine Diode nicht umdrehen
> kannst, kaufst du wirklich am besten einen fertigen DC-DC-Wandler mit
> Dual-Ausgang. Ich bin dann raus.
>
> Georg

Einfach die Dioden in der vervielfachschaltung rumdrehen funktioniert 
aber nicht.

von Matthias F. (frank91)


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Stefan K. schrieb:
> Welchen Regler benutzt Du genau? Der in der Application-Note angegebene
> Regler ist abgekündigt:
> This device is discontinued. Samples are no longer available. Date of
> status change: June 2, 2014.

Den LM2704

> Ich habe schon öfter die Erfahrung gemacht, daß sich Ladungspumpen als
> wahre EMV-Drecksschleudern entpuppten, insbesondere, wenn sie diskret
> aufgebaut waren.
>
> Gruß, Stefan

Oh ok. Ich dachte dass hier die EMV Probleme relativ gering ausfallen.
Und bei fertigen ICs wie dem ICL7662 bzw. ICL7660 fällt dies 
möglicherweiße geringer aus?

von Ralf (Gast)


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Matthias F. schrieb:
> Einfach die Dioden in der vervielfachschaltung rumdrehen funktioniert
> aber nicht.

Doch! Du musst allerdings die Polarität der Kondensatoren C2 und C3 
ebenfalls umdrehen und noch eine Kaskade dazuschalten, am besten 
Schottkydioden BAT43 verwenden wegen des geringen Spannungsabfalls 
(0,3V). Das hatte Georg vergessen. Ansonsten stimme ich Georgs Vorschlag 
voll zu.

von Matthias F. (frank91)


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Ralf schrieb:
> Matthias F. schrieb:
>> Einfach die Dioden in der vervielfachschaltung rumdrehen funktioniert
>> aber nicht.
>
> Doch! Du musst allerdings die Polarität der Kondensatoren C2 und C3
> ebenfalls umdrehen und noch eine Kaskade dazuschalten, am besten
> Schottkydioden BAT43 verwenden wegen des geringen Spannungsabfalls
> (0,3V). Das hatte Georg vergessen. Ansonsten stimme ich Georgs Vorschlag
> voll zu.

Ah ok. Ich hatte es im LTspice Simuliert und hatte einen Fehler drin, 
deswegen ging es nicht.
In der Simulation scheint es aber jetzt zu laufen.

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