Ich versuche für ein Interface, was mit analogen +-12V Signalpegeln
arbeitet, eine symmetrische Spannungsversorgung ~ +-13,5V für den
Ausgangstreiber-OPamp aus meinen 5V zu erzeugen. Bisher benutze ich ein
DPU01- Modul von Meanwell
https://www.mouser.de/ProductDetail/MEAN-WELL/DPU01L-15?qs=5aG0NVq1C4zjFB9hPuPARw==.
Nun fällt das Teil preislich zu sehr ins gewicht und ich benötige
höchtens 10mA, negativ sogar nur 2mA.
Ich möchte jetzt eine kleine Vervielfacherkaskade einsetzen. der Takt
kommt aus dem Microcontroller und wird in einem Motortreiber-IC
verstärkt
https://lcsc.com/product-detail/Motor-Drivers_MX116_C113342.html #
(Standart.png)
(BOM_Optimiert.png ,unnötige stufe herausgeschnitten)
Ich habe mir überlegt, ob es nicht geschickter wäre, alle caps gegen GND
zu referenzieren, damit die Ausgangskapazität nicht durch die
reihenschaltung verringert wird (hoheKapazität.png)
Mache ich da einen denkfehler? sollte ich noch eine drossel in den
strompfad schalten?
Flip schrieb:> sollte ich noch
als allererstes solltest du dir die Funktion einer Kaskade näher
bringen. Dann beantworten sich deine Fragen ganz von selbst.
Flip schrieb:> Nun fällt das Teil preislich zu sehr ins gewicht
Wirklich? Mit 2,75 Euro? Baust du Tausenderstückzahlen?
> und ich benötige> höchtens 10mA, negativ sogar nur 2mA.
Dafür gibt es den Klassiker, die Ladungspumpe ICL7660A.
>> Ich möchte jetzt eine kleine Vervielfacherkaskade einsetzen. der Takt> kommt aus dem Microcontroller und wird in einem Motortreiber-IC> verstärkt> https://lcsc.com/product-detail/Motor-Drivers_MX116_C113342.html #
Und das ist am Ende billiger?
Hmm, das ist ja echt spottbillig.
> Ich habe mir überlegt, ob es nicht geschickter wäre, alle caps gegen GND> zu referenzieren, damit die Ausgangskapazität nicht durch die> reihenschaltung verringert wird (hoheKapazität.png)
Das wird sie so oder so.
> Mache ich da einen denkfehler?
Der Witz der Kaskade ist ja ursprünglich, daß man mit relativ kleinen
Sperrspannungen bzw. Nennspannungen der Kondensatoren nahezu beliebig
hohe Gleichspannungen erzeugen kann. Bei 15V ist man natürlich nicht mal
ansatzweise in dem Bereich. Man könnte die Speicherkondensatoren alle
gegen GND verschalten, real bringt das aber wenig. Denn das Grundprinzip
der Ladungspumpe ist so oder so, daß der Spannungsripple eher kleine
sein muss, um ansatzweise vernünftige Wirkungsgrade zu erzeugen. D.h.
die Ladungsmenge, die in jedem Pumpvorgang zwischen Pump- und
Speicherkondensatoren ausgetauscht wird, ist eher relativ klein im
Verhältnis zur Gesamtladung im Kondensator, so 10% und weniger.
> sollte ich noch eine drossel in den> strompfad schalten?
Ist bei den Strömen nicht nötig.
Georg G. schrieb:> als allererstes solltest du dir die Funktion einer Kaskade näher> bringen. Dann beantworten sich deine Fragen ganz von selbst.
Was für eine BRILIANTE Antwort! Das gilt sicher auch für Quantenmechanik
und Kuchenbacken!
auch wenn die annahme eher ungewiss ist, plane ich aktuell mit 5-10000
gefertigten geräten Jährlich. Kosten der Bauelemente belaufen sich dann
auf ca. 0,15€ je spannungswandler. eventuell benutze ich si dioden statt
shottky, dann brauche ich eine stufe mehr.
Flip schrieb:> auch wenn die annahme eher ungewiss ist, plane ich aktuell mit 5-10000> gefertigten geräten Jährlich. Kosten der Bauelemente belaufen sich dann> auf ca. 0,15€ je spannungswandler.
Nun ja, da lohnt sich eine derartige Optimierung schon deutlich!
> eventuell benutze ich si dioden statt> shottky,
Warum? Sind die NOCH billiger?
https://www.digikey.de/product-detail/de/on-semiconductor/BAT54SLT1G/BAT54SLT1GOSTR-ND/918317> dann brauche ich eine stufe mehr.
Naja, Vorsicht! Dein Standar(d/t) und Hohe Kapazitätsvariante
funktionieren so NICHT, zumindest nicht für die positive Polarität! Denn
deine "AC-Quelle" liefert keine negative Spannung. Nur deine
Kostenoptimierte Variante funktioniert, weil die untere Stufe der
Schubkondensatoren über die Dioden an +5V geladen wird, wenn der Eingang
der Kaskade auf 0V gezogen wird!
Falk B. schrieb:> Naja, Vorsicht! Dein Standar(d/t) und Hohe Kapazitätsvariante> funktionieren so NICHT, zumindest nicht für die positive Polarität!
Okay, danke für den Hinweis. Ich denke die variante kann trotzdem
funktionieren, da der erste cap auch über die diode aufgeladen wird. Im
prinzip kann man das eingangssignal auch wie ein 2,5vss ac signal
ansehen, da es sowieso nur ac gekoppelt ist.
Ich werde trotzdem diese unnötige erste stufe löschen. Im positiven
abgang kann mehr strom entnommen werden, da kommt es gerade recht, eine
stufe weniger zu haben.
Produktion in hohen stückzahlen bedingt sorgfältige Nachrechnung, tests
und prüfungen. Nicht auf den ersten versuch makellose konzepte. Ich kann
mir ein paar iterationen erlauben, bevor ich mit der lösung zufrieden
bin, ich habe zeit und geld dafür.