Hallo Community, für mein batteriebetriebenes (CR2032, 3V) Sensormodul suche ich nach einer Möglichkeit, eine winzige Kapazität (pF bis einstelliger nF Bereich) effizient (ultra-low power, möglichst < 1mA Ruhestrom) mit scharfen/steilen Rechtecksignalen (500 kHz bis 1 MHz sowie 25%, 50% und 75% duty cycle) zu laden und zu entladen. Dabei soll die Amplitude einstellbar sein und maximal 20 V (besser 30 V) betragen. Entsprechend der kleinen Kapazität fließen keine hohen Ladeströme/Verschiebungsströme (pA Bereich). Das PWM-Signal wird von einem Mikrocontroller (MSP430) generiert. Sowohl ein paar Piezo-Treiber als auch Boost-Konverter sind mir bekannt. Beide Lösungen konsumieren jedoch relativ hohe Ruheströme, sind für höhere Ausgangsströme konzipiert und mit Piezo-Treibern sind außerdem nur geringe Frequenzen (im Hz Bereich) möglich. Ist euch vielleicht eine Lösung meines Problems bekannt? :) Besten Dank! John war's
> Entsprechend der kleinen Kapazität fließen keine hohen Ladeströme
Ach.
Ich glaub dir fehlen noch viele Grundlagen.
Beschäftige dich mit einfacherem!
Gruss
John war's schrieb: > mit scharfen/steilen Rechtecksignalen Wie "steil"? Denn erst mit dieser Angabe lässt sich die nötige Impedanz der Quelle ausrechnen. > suche ich nach einer Möglichkeit, eine winzige Kapazität ... mit PWM ... > zu laden und zu entladen. Soll das PWM-Signal dauernd anliegen?
Zum Entladen nimmt man normalerweise einen Widerstand. Gerne über einen kleinen Mosfet geschaltet.
Hallo und Danke für die schnellen Antworten! Joe F. schrieb: > Du sucht also einen Gate Treiber für einen N-Ch Mosfet? Bei vorhandener Spannungsquelle von 30 V ist mir klar, wie ich mit einem N-Kanal MOSFET diese Spannung schalte bzw. die Kapazität lade/entlade. Die Generierung der 30 V bei hoher Effizienz stellt das eigentliche Problem dar! Lothar M. schrieb: > John war's schrieb: > Wie "steil"? > Denn erst mit dieser Angabe lässt sich die nötige Impedanz der Quelle > ausrechnen. Momentan arbeite ich mit einem Funktionsgenerator, diese Flankensteilheit bzw. geringe Ausgangsimpedanz wird jedoch so extrem nicht benötigt. Ich denke mit einer Slew Rate von mindestens 40 bzw. 60V/µs müsste ich vorerst auskommen. Lothar M. schrieb: > Soll das PWM-Signal dauernd anliegen? Leider nein, die duty cycles unterscheiden sich stark von Puls zu Puls. Aber eine Reihe von Pulsen wird als Burst aus 12 Pulsen generiert. Also beispielsweise 50-50-50-25-75-25-75-25-25-75-75-25. Erich schrieb: > Ach. > Ich glaub dir fehlen noch viele Grundlagen. > > Beschäftige dich mit einfacherem! Danke für Deinen wertvollen Beitrag zu diesem Thema ...
John war's schrieb: > Lothar M. schrieb: >> Soll das PWM-Signal dauernd anliegen? > Leider nein, die duty cycles unterscheiden sich stark von Puls zu Puls. > Aber eine Reihe von Pulsen wird als Burst aus 12 Pulsen generiert. Also > beispielsweise 50-50-50-25-75-25-75-25-25-75-75-25. Und wie lange ist Pause zwischen diesen Bursts? Oder andersrum: wie lange muss das PWM-Signal pro Stunde/Minute/Sekunde erzeugt werden (dabei ist es prinzipiell egal, welches Tastverhältnis das PWM-Signal hat)?
John war's schrieb: > eine winzige Kapazität (pF bis einstelliger nF Bereich) effizient > (ultra-low power, möglichst < 1mA Ruhestrom) mit scharfen/steilen > Rechtecksignalen (500 kHz bis 1 MHz sowie 25%, 50% und 75% duty > cycle) zu laden und zu entladen. Dabei soll die Amplitude > einstellbar sein und maximal 20 V (besser 30 V) betragen. > Entsprechend der kleinen Kapazität fließen keine hohen > Ladeströme/Verschiebungsströme (pA Bereich). Echt, ausgerechnet ? Also ich bekomme bei 1MHz (490ns Puls, 10ns Anstiegszeit) an 30V für 1nF immerhin 600mArms heraus, aber vielleicht gilt bei dir eine andere Physik. Wenn die Kurvenform eghal wäre und die Spannung auch, dann würde ich eine Class-C Ausgangsstufe mit den 3V einen Schwingkreis anstossen lassen, also parallel eine Spule bauen und bei Güte 10 bekommt man eben 30V. Da du aber so viel Wert auf Kurvenform, duty-cycle und Spannung legst, bleibt wohl nur die Erzeugung einer Hilfsspannung per step up schaltregler auf 20 bis 30V und dann die PWM per Vollbrücke.
John war's schrieb: > Entsprechend > der kleinen Kapazität fließen keine hohen Ladeströme/Verschiebungsströme > (pA Bereich). Gerechnet oder gehofft? Bei 1MHz*1nF würde ich der Knoppzelle kein langes Leben prophezeien.
Michael B. schrieb: > Also ich bekomme bei 1MHz (490ns Puls, 10ns Anstiegszeit) an 30V für 1nF > immerhin 600mArms heraus Ich auch, deshalb frage ich so penetrant nach der Einschaltdauer... John war's schrieb: > Ich denke mit einer Slew Rate von mindestens 40 bzw. 60V/µs müsste ich > vorerst auskommen. Reicht dir also ein Dreiecksignal aus? Denn wenn die PWM-Frequenz 1µs ist, sich die steigende und die fallende Flanke aber schon zu mindestens 1,6µs aufaddieren, wirst du niemals 30V erreichen...
John war's schrieb: >> Beschäftige dich mit einfacherem! > Danke für Deinen wertvollen Beitrag zu diesem Thema ... Gerne ergänze ich meinen o.a. wertvollen Beitrag noch: Eine CR2032 hat bei Entnahmestrom von 1 mA weniger als 200 mAh entnehmbare Kapazität. http://www.cr2032.co/cms/prodimages/panasonic_cr2032_datasheet.pdf Die entnommene Leistung ist dann ca. 3 mW. Könnte man das mit 66% in deine Ausgangsspannung bringen, verbleiben 2 mW. Mit 2 mW kannst du in 1 Microsekunde einen Kondensator von Null auf 30 Volt aufladen, der 4,4 pF hat. Viel Spaß!
Erich schrieb: > Eine CR2032 hat bei Entnahmestrom von 1 mA weniger als 200 mAh > entnehmbare Kapazität. Die besonderen Experten schalten sowas wie Conrad 370556 parallel. CNR
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Bearbeitet durch Moderator
hinz schrieb: > Die besonderen Experten schalten sowas wie Conrad 370556 parallel. Aha. Und wie vervielfacht sich dann die entnehmbare mittlere Leistung von 3 mW ?
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Bearbeitet durch Moderator
hinz schrieb: > Die besonderen Experten schalten sowas wie Conrad 370556 parallel Aber bitte nicht das Anschlusset mit 16mm² vergessen. :-)
Erich schrieb: > hinz schrieb: >> Die besonderen Experten schalten sowas wie Conrad 370556 parallel. > > Aha. > Und wie vervielfacht sich dann die entnehmbare mittlere Leistung von 3 > mW ? Durch Glauben selbstverständlich.
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