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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Aus 19V Gleichstrom duale Spannungen von +12V und -12 erzeugen!


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Autor: Michael K. (seq303)
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Hallo,

ich würde gern ein altes Steckernetzteil vom Laptop weiter nutzten um 
zwei Spannungen zu erhalten.

Die Schaltung sollte so aussehen!

Eingang 19V DC 1,5A ------ Ausgang +12V DC und -12V DC 1000 mA mit 
gemeinsamer Masse.

Wie kann ich das am besten realisieren um die größte mögliche 
Ausgangsleistung (1000mA) zu erhalten?

Eine Ladepumpe ist das ja eher nicht! zu wenig Leistung!

19 V DC in Wechselstrom umwandeln!
Aber wie ? Gibt es einen Schaltung oder ein DC/AC Wandler der aus 19V DC 
/ 19V AC macht ?

Wenn ich 19 V AC hätte, weiß ich wie ich weiter machen kann 
(Gleichrichter + Spannungsregler 7812 für 12 V DC und ein 
Spannungsregler 7912 für -12V)

Danke für eure Hilfe

Gruß

Michael

Autor: Michael K. (seq303)
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Hab was im Netz gefunden was aber zu wenig Leistung hat.

https://www.amazon.de/Original-Hiland-Regulatoren-mehrere-Ausgang/dp/B06XR3GJF7

Autor: hinz (Gast)
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Was willst du denn mit den +/-12V versorgen?

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Michael K. schrieb:
> ich würde gern ein altes Steckernetzteil vom Laptop weiter nutzten um
> zwei Spannungen zu erhalten.

> Eingang 19V DC 1,5A ------ Ausgang +12V DC und -12V DC 1000 mA mit
> gemeinsamer Masse.
>
> Wie kann ich das am besten realisieren um die größte mögliche
> Ausgangsleistung (1000mA) zu erhalten?

Mit einem oder zwei Schaltreglern.

> Wenn ich 19 V AC hätte, weiß ich wie ich weiter machen kann
> (Gleichrichter + Spannungsregler 7812 für 12 V DC und ein
> Spannungsregler 7912 für -12V)

Damit würdest du aber nicht auf die gewünschte Ausgangsleistung kommen.

Mit zwei Schaltreglern einmal 
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/abw_smps.html für +12V und 
einmal http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/ivw_smps.html für 
-12V.

Alternativ einen 
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/spw_smps.html mit einer 
zweiten Ausgangswicklung, eine für +12V und die andere für die -12V.

Autor: Lothar M. (zwickel)
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Nimm einen Stepup der aus den 19V eine 24V-Spannung generiert.

Aus den 24V macht du dann folgendes: 
Beitrag "+/-12V aus 24V"

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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> 19 V DC in Wechselstrom umwandeln!

Korrekt, das machen Schaltwandler. Sie wandeln den Gleichstrom in einen 
gepulsten Strom um, transformieren ihn und richten ihn wieder gleich.

19V 1,5A sind 28,5W.
2x 12V 1A sind 24W.

Du brauchst also zwei Schaltwandler mit mindestens 84% Wirkungsgrad beim 
maximalen Strom. Einer davon muss -12V erzeugen oder potentialfrei (dann 
ergibt sich das Minus aus der Beschaltung). Das könnte so gerade eben 
noch klappen.

Allerdings würde ich eher zu einem Netzteil raten, das gleich die 
gewünschten Spannungen ausgibt. Denn Schaltwandler hinter einem 
Schaltnetzteil funktionieren manchmal überraschend schlecht. Außerdem 
denke ich, dass du dabei kaum großartig Geld sparen kannst.

Guck mal: Bei Pollin bekommst du zwei 12V 2,3A Netzteile für 6,40€. Und 
das ist kein seltenes super-sonderangebot, sondern Standard.

: Bearbeitet durch User
Autor: MaWin (Gast)
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Michael K. schrieb:
> Wie kann ich das am besten realisieren um die größte mögliche
> Ausgangsleistung (1000mA) zu erhalten

Schaltregler. Z.B. (was nicht ganz passt weil die Eingangsspannung dort 
niedriger ist):


ftp://bitsavers.informatik.uni-stuttgart.de/components/national/_appNote 
s/AN1118.pdf

Autor: w. n. (Gast)
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2 einzelne Wandler mit ausreichend Wirkungsgrad würden gehen.
U. Umst. sogar 2 völlig gleiche, unter gewissen Bedingungen.

(Also... schlechte Erfahrungen beim Hintereinanderschalten von
Schaltreglern - wie oben jemand meinte - hatte ich noch keine.)


Und zwar käme in Frage, zwei synchrone (2. Mosfet statt Diode)
Step-Down zu verwenden - einen davon als Buck-Boost (Inverting)
zu verkabeln. Also als nichtisolierten Sperrwandler (Flyback).


Nötig:

Start schon @ U_e (hier 19V), jedoch Sperrspannung >= U_e + U_a
(hier 31V, Eingangsspannungsbereich z.B. 18V-35V ausreichend).

Zur Sicherheit (als Sperrwandler ist der Spitzenstrom höher):
Modul geeignet für Output >= 2A @ 12V ... damit ginge das dann.

(Aber Vorsicht: Nicht jedes China-Modul mit Beschreibung "12V"
und "24W" (o. minimal mehr Leistung) ist automatisch geeignet.
Also... vor einer Kaufentscheidung unbedingt vorzeigen hier.)


Um einen Buck als Inverswandler zu nutzen, macht man das hier:

http://www.ti.com/lit/an/slva458b/slva458b.pdf

(Wie im angehängten Bild (Seite 4 / Figure 2. des Dokuments) zu
sehen, muß dazu Eingangs-GND mit Ausgangs-(+) verbunden werden.
Weiteres zum Verständnis nützliches steht ebfs. in dem Dokument.)


Der Wirkungsgrad im Step-Down-Modus ist freilich höher als beim
Buck-Boost - grobe Schätzung (@ 1A I_out) ca. 90-95% vs. 80-85%.

Vermutlich eher an der Obergrenze des genannten oder höher, nur
muß dazu eben schon auch "das richtige" Modul gewählt werden.


Es hat weder Sinn, Module für z.B. 100V Eingang, noch, welche
für 5A, 8A oder gar 10A am Ausgang auszusuchen - das würde den
Wirkungsgrad @ 1A (und erst recht bei noch weniger) wirklichem
Ausgangsstrom runterdrücken, so daß 2x12V@je1A unmöglich würde.
(Dein Netzteil liefert halt nicht genug zum "Verschwenden"...)


Für bestens geeignet würde ich Module mit Chips der Serie XL4x01
von XLsemi halten. (Das kleine x ersetzen durch d. Ziffern 0-3,
Ziffern oberhalb sind wieder welche mit zu hohem Stromwert).

Diese können gleichzeitig zu CV (Konstantspannung) auch noch CC
(Konstantstrom) - für strombegrenzte bzw. kurzschlußgeschützte
CV Versorgung... oder auch als LED-KSQ oder Akku-Lader dienen.

Also suche Module mit XL4001, XL4101, XL4201 oder XL4301, wenn
Du das so machen willst (oder nach Modulen mit vergleichbaren
Chips anderer Hersteller bzw. halt U- und I- Spezifikationen,
falls Du Interesse hast, das so zu machen. Kann man vermutlich
zu Preisen wie z.B. "5 Stück 10 Euro" oder so finden.


P.S.:
Das alles unter der Bedingung, daß Dein Verbraucher schon auch
direkt von Schaltwandlern versorgt werden kann/darf. Daß niemand
so viel (oder "mehr") schrieb, hat nämlich schon auch damit zu
tun, daß Du kein_Wort verloren hast, was Du versorgen willst.

Es könnte also auch sein, daß das alles gar nicht paßt - "hier".

Deswegen ist mein Post auch gar nicht allein für Dich gedacht -
vielmehr sollen ebenfalls künftige Ratsucher auf mögliche Arten
von Lösungsansätzen hingewiesen werden, daher auch der Betreff.


LG, Werner

Autor: w. n. (Gast)
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Autor: Peter D. (peda)
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Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Man achte auf die Preise (und Versandkosten).

Für eine Bastelei würde ich zwei Standard Netzteile von Pollin 
bevorzugen.

Autor: Maxim B. (max182)
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Michael K. schrieb:
> Die Schaltung sollte so aussehen!
>
> Eingang 19V DC 1,5A ------ Ausgang +12V DC und -12V DC 1000 mA mit
> gemeinsamer Masse.

Am einfachsten geht das mit Sepic plus Chuk.
SEPIC: Vo/Vin=D/(1-D), Chuk: Vo/Vin=-D/(1-D). Man kann also mit 1x IC 
beide Spannungen stabil halten. Natürlich geht das besser, wenn beide 
Laste etwa gleich sind. IC gibt es viele, z.B. XL6009 aus China oder 
LM2587 aus USA.

: Bearbeitet durch User
Autor: Maxim B. (max182)
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Noch eine praktische Schaltung dazu.
V_out kann man mit R2 und R4 bestimmen. Für eine andere Eingangsspannung 
wird möglicherweise notwendig, L1-L3 zu korrigieren, Formeln gibt es in 
Netz genug.

Diese Schaltung stammt von Дмитрий Иоффе, dsioffe@yandex.ru. Es gibt 
ausführiche Beschreibung mit allen Berechnungen, aber leider nur auf 
russisch. Übrigens, die Formeln sehen auch auf russisch genauso aus.

: Bearbeitet durch User
Autor: hinz (Gast)
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Autor: Maxim B. (max182)
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Und?
Wenn auf dem Computer keine sorbischen Buchstaben, sollte ich Chuk gar 
nicht erwähnen?

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Autor: Udo S. (urschmitt)
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Maxim B. schrieb:
> Wenn auf dem Computer keine sorbischen Buchstaben, sollte ich Chuk gar
> nicht erwähnen?

Wo ist dein Problem damit daß Hinz ein paar Hintergrundinfos dazustellt?

Autor: Maxim B. (max182)
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Eigentlich habe ich gedacht, daß die Chuk-Schaltung genauso bekannt wie 
SEPIC ist und somit keine besondere Erklärung braucht: schließlich sind 
beide Schaltungen dual. Chuk ist sogar besser im Sinn Ausgangspuls, nur 
leider wird Polarität invertiert: meistens ist das nicht erwünscht. Aber 
gerade in diesem Fall kommt Chuk gut an.

Ja, es gibt natürlich auch andere Möglichkeiten, vor allem wenn die 
Ströme bei Plus und Minus deutlich unterschiedlich sind. Extra für Chuk 
gibt es LT1611 und LT1614, leider max. nur 10 bzw. 12 Volt Eingang.

Wenn wirklich Erklärungen notwendig: hier sind ein paar Bilder, um zu 
zeigen: es gibt nichts Neues auf der Erde... A+B=C :)

: Bearbeitet durch User
Autor: w. n. (Gast)
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Stefanus F. schrieb:
> Für eine Bastelei würde ich 2 Standard NT von Pollin bevorzugen

Ja, passten perfekt für 2 x 12V / symmetrisch. Vielleicht störten
(/ihn) die 2 Netzanschlüsse (bzw. das Basteln, um auf 1 zu ändern).

Oder daß er nicht das übrige 19V-NT dafür benutzen könnte dann.
Man weiß es nicht - es kommt ja (wie so oft) nichts mehr vom TO.


Maxim B. schrieb:
> Ja, es gibt natürlich auch andere Möglichkeiten

Andersherum wird ein Schuh daraus: SEPIC + Ćuk mittels eines ICs
hätte genau dann diese v. D. g. Vorteile, wenn man planen würde,
einen dedizierten Wandler neu zu entwerfen (und dann zu bauen).
Und man in "nur 1 IC und 1 aktiver Switch" echte Vorteile sieht.

[In diesem speziellen Fall auch bevorzugt für identische Lasten
auf beiden Rails und/oder mit einer Last auf Negativ-Seite, der
die ungeregelte Spannung (geregelt ist hier ja nur der (+)-Zweig)
nichts ausmacht, oder z.B. einer Last für +&- (Audioverstärker).
Gibt einige Anwendungen - aber ist es wert, deutlich zu machen.]


Unter genannten Umständen (nur dann) wäre auch dieser Satz wahr

Maxim B. schrieb:
> Am einfachsten geht das mit Sepic plus Chuk.

Aber hier ist es ja so (und das scheint wohl auch so zu bleiben):
Weder die Last bekannt, noch "sehe" ich ein Eigenbau-Vorhaben.

Vorschlag ist also ok(*), paßt aber nicht speziell für @Michael.


*/P.S.:
Die Schaltung aus Rußland benötigt ja nur 1 aktiven Schalter -
der große_Vorteil ist jedoch heutzutage nicht mehr so wichtig.

Viel wichtiger sind da Kosten, min. Größe, möglicher Wirkungsgrad.
(Bei SEPIC/Ćuk streiten sich die 3 Punkte ziemlich untereinander.
Bzgl. Kosten und Effizienz ist die v. m. g. Lösung meist besser.)



Heutzutage (SMD) würde ich jene Grundvorgabe (1xDC zu symmetrisch,
DC < Vcc - Vee) je nach Anforderungen evtl. so angehen. (Anhang)

Nur 1 Drossel erforderlich, Schalter würde man ähnlich wie eine
Gegentakt-Halbbrücke ansteuern - geregelt würde U_aus(gesamt).
Für 1:1 Aufteilung sorgt die "capacitive divider" Eigenschaft.
(Forderung nach max. Effizienz? ---> Synchrongleichrichtung)

Wer weiß, vielleicht würden so einige Leute gern mit ausgedienten
Netzteilen Audio-Verstärker betreiben. Idee->Bau->Verkauf->reich?
;-)

Autor: Michael K. (seq303)
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Hallo und WOW!,

danke erstmals für eure vielen Nachrichten! Die Idee ein altes Netzteil 
zu benutzten habe ich verworfen! Es wird im normalen Betrieb einfach zu 
warm!

Das ganze sollte einen Stromversorgung für ein Eurorack Modular System 
werden! Wo auch mehre OP Amp´s verbaut sind je nach Modul.

https://en.wikipedia.org/wiki/Eurorack

Ich werde mir ein Netzteil von Doepfer (A-100PSU3) kaufen!

Aber die Idee ein altes Netzteil zu verwenden fand ich ganz gut man muss 
ja nicht gleich alles wegschmeißen! Funktionieren tut es ja noch!

Ich werde mir das mit den Chuk und den LT1611 und LT1614 mal in Ruhe 
anschauen. Wenn suche ich nur nach einer Low Cost Variante für eine 
Bastelplatine! 500mA würden hier ausreichen!

Vielen Dank an alle!

Gruß Michael

Autor: Peter D. (peda)
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Michael K. schrieb:
> Das ganze sollte einen Stromversorgung für ein Eurorack Modular System
> werden! Wo auch mehre OP Amp´s verbaut sind je nach Modul.

Da würde ich dann doch herkömmliche Linearregler am 50Hz Trafo nehmen.
Gerade bei so nem Drahtverhau sollte das Netzteil so störarm wie möglich 
sein.

Autor: Maxim B. (max182)
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w. n. schrieb:
> Und man in "nur 1 IC und 1 aktiver Switch" echte Vorteile sieht.
>
> [In diesem speziellen Fall auch bevorzugt für identische Lasten
> auf beiden Rails und/oder mit einer Last auf Negativ-Seite, der
> die ungeregelte Spannung (geregelt ist hier ja nur der (+)-Zweig)

Das stimmt nicht so. Negative Spannung wird zwar weniger stabil als 
positive, trotzdem ist sie auch geregelt gegen Vin, da Vout- gleiche 
Abhängigkeit von D und Vin hat wie auch Vout+. Je kleiner sind innere 
Widerstände von L und C, um so weniger weicht negative Spannung von 
positiven - auch bei verschiedenen Iout.

Andere Schaltung kann auch nicht gleichzeitig Vout+ und Vout- genauso 
gut stabilisieren. Will man vollständige Ausgleich, so braucht man 
separate Schaltregler.

Übrigens, es gibt Schaltregler, wo zwei Ausgänge gleichzeitig 
stabilisiert werden: dann wird ein Ausgang mit PWM geregelt und zweite 
Ausgang mit PFM. Berechnung ist aber kompliziert, da gleichzeitig 
continuierliche und diskontinuierliche Moden verwendet sein müssen. 
Einfacher zwei separaten Controller.

: Bearbeitet durch User

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