Villard-Kaskade: Verbesserungen, Alternative

Bernd Gast 28.04.2017 11:52 #4992183

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Für ein Projekt benötige ich 12 V und 0,5 - 2 mA. Da noch Pins am 
vorhandenen µC (ATMega328) frei sind, stelle ich mir vor, ein 
Rechtecksignal von 10 kHz auszugeben und damit eine Villard-Kaskade zu 
versorgen. Im Anhang ist die Simulation der Schaltung mit LTSpice (R1 
ist die Last, V1 der Pin mit 20 Ohm Ausgangswiderstand, gezeigt wird die 
Spannung über R1 bzw. der Strom durch R1).

Kann die Schaltung verbessert/vereinfacht werden?

Gibt es eine geeignetere Alternative zur Erzeugung der 12 V?

Angehängte Dateien:

Kaskade.gif (38 KB)

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Arduinoquäler Gast 28.04.2017 11:57 #4992190

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Bernd schrieb:
> Gibt es eine geeignetere Alternative zur Erzeugung der 12 V?

Einfach "maken"

http://www.ebay.de/itm/MT3608-2A-DC-DC-Step-Up-Boost-Modul-Spannungswandler-fur-Arduino-Raspberry-Pi-/252742084552?hash=item3ad89a27c8:g:IH0AAOSwjDZYl0uJ

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Joachim B. (jar) 28.04.2017 11:58 #4992192

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http://www.holger-klabunde.de/dcdc/picdcdc.htm

funktioniert hervorragend, habe ich schon am AVR genutzt, Daten sind ja 
im Link.

Arduinoquäler schrieb:
> Einfach "maken"
>
> Ebay-Artikel Nr. 252742084552

für 0,5 bis 2mA etwas oversized aber dafür muss es nicht in Einzelteilen 
aufgebaut werden.

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Arduinoquäler Gast 28.04.2017 12:06 #4992201

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Joachim B. schrieb:
> für 0,5 bis 2mA etwas oversized aber dafür muss es nicht in Einzelteilen
> aufgebaut werden.

Dafür bekommt man auch eine echt stabilisierte Spannung
und nicht so ein elendes ungenaues Gefloate.

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Joachim B. (jar) 28.04.2017 12:17 #4992214

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Arduinoquäler schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> für 0,5 bis 2mA etwas oversized aber dafür muss es nicht in Einzelteilen
>> aufgebaut werden.
>
> Dafür bekommt man auch eine echt stabilisierte Spannung
> und nicht so ein elendes ungenaues Gefloate.

man kann wirklich alles schlecht reden, für eine Vorspannung per SW 
einstellbar am LCD hats gereicht und wer mag nimmt noch einen ADC 
Eingang vom AVR und regelt nach oder nimmt einen kleinen Linearregler 
dazu.

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ArnoR Gast 28.04.2017 12:25 #4992224

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Bernd schrieb:
> Kann die Schaltung verbessert/vereinfacht werden?

Überall die gleiche Kapazität zu verwenden bringt gar nichts. Mit Faktor 
2 fallenden Kapazitäten (beginnend bei 22µ --> 470n, die 10µ am Ende 
bleiben) geht die Aufladung genauso schnell.

Beitrag "Re: Die richtige Kapazitätswerte für Spannungsvervielfacher wählen"

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Matthias S. (mschoeldgen) (Firma: matzetronics) 28.04.2017 12:38 #4992242

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Arduinoquäler schrieb:
> und nicht so ein elendes ungenaues Gefloate.

Das hängt doch nur von der Z-Diode ab. Wenn man da z.B. einen TL431 
nimmt, kann man das recht genau einstellen und da 'floatet' auch nix. 6 
Stufen kommen mir ein wenig viel vor, es sollten eigentlich auch 4 tun. 
Aber das kann man ja nochmal simulieren.

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ArnoR Gast 28.04.2017 12:40 #4992245

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ArnoR schrieb:
> Überall die gleiche Kapazität zu verwenden bringt gar nichts. Mit Faktor
> 2 fallenden Kapazitäten (beginnend bei 22µ --> 470n, die 10µ am Ende
> bleiben) geht die Aufladung genauso schnell.

Hier noch der "Beweis".

Angehängte Dateien:

Vervielfacher5Vzu12V.png (7,1 KB)

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Dergute W. (derguteweka) 28.04.2017 12:45 #4992258

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Moin,

Die erste Diode muss ja nicht unbedingt nach Masse gehen, die kann man 
ja auch an die +5V, oder was sonst so grad da ist, haengen. Dann 
brauchts nicht ganz so viele Stufen, um auf 12V zu kommen...

Gruss
WK

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Bernd Gast 28.04.2017 13:29 #4992322

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Vielen Dank für die konstruktiven Beiträge und die Hilfe.

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Peter D. (peda) 28.04.2017 15:11 #4992444

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ArnoR schrieb:
> Überall die gleiche Kapazität zu verwenden bringt gar nichts. Mit Faktor
> 2 fallenden Kapazitäten (beginnend bei 22µ --> 470n, die 10µ am Ende
> bleiben) geht die Aufladung genauso schnell.

Die Aufladezeit interessiert kaum einen. Aber wie sieht es denn unter 
Balastung aus, d.h. welche Schaltung liefert bei gleichem Laststrom die 
höhere Spannung?

Es ist für die Fertigungskosten oft günstiger, wenn man nur einen Gurt 
Kondensatoren einlegen muß, statt viele verschiedene. Außerdem sieht man 
einem SMD-Keramik den Wert nicht mehr an. Dann viel Vergnügen bei 
Bestückungsfehlern.

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Arduinoquäler Gast 28.04.2017 15:14 #4992447

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Peter D. schrieb:
> Es ist für die Fertigungskosten oft günstiger,...
> ..... Dann viel Vergnügen bei Bestückungsfehlern.

Ja bei so einem Massenprodukt muss man schon sehr aufpassen!

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ArnoR Gast 28.04.2017 15:45 #4992476

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Peter D. schrieb:
> Die Aufladezeit interessiert kaum einen. Aber wie sieht es denn unter
> Balastung aus, d.h. welche Schaltung liefert bei gleichem Laststrom die
> höhere Spannung?

Die Aufladezeit ist abhängig vom an den Ausgang gelieferten Strom. Wenn 
die Aufladezeiten bei gleicher Last und Lastkapazität etwa gleich sind, 
sind auch die Ströme gleich, die die Schaltungen liefern können.

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ArnoR Gast 28.04.2017 15:52 #4992486

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Peter D. schrieb:
> Es ist für die Fertigungskosten oft günstiger, wenn man nur einen Gurt
> Kondensatoren einlegen muß, statt viele verschiedene.

Bei 5V zu 12V mag das egal sein. Meine Aussage zu den 
Kapazitätsverhältnissen gilt aber auch für hohe Spannungen. Wenn man auf 
ein paar kV vervielfacht, ist es nicht mehr egal, ob die Kondensatoren 
nur noch einen kleinen Bruchteil der Kapazität zu haben brauchen.

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Joachim B. (jar) 28.04.2017 16:19 #4992508

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nicht das ich dir widersprechen möchte,

hier mit mehreren kV wurden dieselben Kondis genutzt,
http://www.serious-technology.de/Ernsthafte%20Kaskade.htm

villeicht
1. weil eine Bastelstudie ist?
2. weil man größere Stückzahlen gleicher Kondensatoren günstiger pro 
Stück bekommt?
3. weil man nicht unterscheiden muß?

ich finde die Frage der gestaffelten Kondensatorwahl eher akademisch 
oder interessant wenn um jeden 1/10 Ct gefeilscht wird.

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Ralf Gast 28.04.2017 16:27 #4992517

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Ich bin zwar auch ein Freund von Vereinfachungen, aber in diesem Fall 
sollten die ermittelten Werte von ArnoR auch angewendet werden. Ein 1µF 
Kondensator für 2kV ist schon ein dicker Pott. Selbst ein 10nF / 2kV ist 
schon ein 2cm langes Röhrchen.

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Villard-Kaskade: Verbesserungen, Alternative

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