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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik IC für -5V Generierung gesucht (min. 120mA)


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Autor: Markus (Gast)
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Hallo zusammen,


leider werde ich nicht so ganz fündig bei dem Thema. Ich finde diverse 
Foreneinträge zum Thema "negative Spannungen", aber ich suche eigentlich 
keine komplexen Schaltungen für geringe Ausgangsströme, sondern ein 
möglichst einfaches IC dass seiner Aufgabe gewachsen ist :-)

Hintergrund: In meiner Schaltung benötige ich -5V im Bereich um die 
120mA.

Leider finde ich oftmals nur Chargepumps, die dann diverse externe 
Bauteile benötigen und auch kaum Strom abkönnen.

Warum finde ich bei Farnell/Mouser & Co. kein Bauteil, dass diese 
Aufgabe abkann? Ist das technisch so schwierig zu realisieren?

Idealerweise ein IC dass mir +5V und +5V liefert, aber kein Muss.

Und "nein", ich möchte kein eigenes Netzteil an die Platine ranführen, 
dass einfach verpolt ist! :-)


Vielleicht habt Ihr ja Ideen!


Grüße,
Markus

Autor: Markus (Gast)
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Z.B. Sowas aber mit mehr Schmackes (Strom) :-)

https://www.renesas.com/eu/en/www/doc/datasheet/icl7660.pdf

Autor: Alex (Gast)
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Traco Power TDL 2-0521

Autor: foobar (Gast)
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> Warum finde ich bei Farnell/Mouser & Co. kein Bauteil, dass diese
> Aufgabe abkann?

Du verwendest wohl den falschen Suchbegriff.  Versuch's mal mit 
"inverting dc/dc".

Einer der ersten Treffer: LT1931

Außerdem: 
https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/app-notes/3/3844.html

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Autor: Markus (Gast)
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Udo S. schrieb:
> Suche nach "DC DC converter isolated 5V -5V"
>
> z.B.
> 
https://www.digikey.com/product-detail/en/murata-power-solutions-inc/CRE1S0505S3C/811-3195-ND/6056051

Hi Udo,


danke für deinen Link!

leider finde ich da nur welche die auf +5V Umsetzen als 
Isolationswandler oder Wandler, die am Eingang eine negative Spannung 
brauchen um eine Negative auszugeben :-(


Gruß
M

Autor: Markus (Gast)
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foobar schrieb:
>> Warum finde ich bei Farnell/Mouser & Co. kein Bauteil, dass
> diese
>> Aufgabe abkann?
>
> Du verwendest wohl den falschen Suchbegriff.  Versuch's mal mit
> "inverting dc/dc".
>
> Einer der ersten Treffer: LT1931
>
> Außerdem:
> 
https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/app-notes/3/3844.html

Das klingt interessant Foobar, der kann zumindest schon mal gut Strom. 
Der braucht halt ne Menge Bauteile und da zuck ich auch zusammen zwecks 
Stabilität je nach Last bzw. ob das wieder so ein schwingfreudiger 
Kandidat ist.

Oder gelten solche Bauteile/Schaltungen als stabil?

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Hallo,

um etwa -5 V zu generieren, kann man auch einen Sperrwandler mit nur 
einem Transistor, Zenerdiode und Speicherdrossel/Trafo bauen. Also ohne 
IC.
Verwende ich für Displays, die negative Kontrastspannung benötigen.

mfG

Autor: MaWin (Gast)
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Christian S. schrieb:
> kann man

Man vielleicht, du nicht, sonst hättest du die Schaltung angegeben. Ohne 
Kurzschluss/Überstromschutz und Taktzyklenbegrenzung ist so ein 
Billigwandler auch wenig attraktiv, weil meist kaputt.

Richtig macht es schon ein MC34063
http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/

Autor: kleiner DC/DC (Gast)
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Hallo Markus,

ich nutze dann meistens einen kleinen 5V nach 5V DC/DC-Wandler.
Der muß dann isoliert sein. Noch 2 C's dran und gut is.
Gibt's z.B. schon ab 3,20€ bei Reichelt (soll keine Werbung sein!).

Einfach den pos. Ausgang an deinen GND anschließen.
Der neg. Ausgang ist dann -5V.

MfG

Autor: Peter D. (peda)
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Ich nehme dafür auch einfache galvanisch getrennte DCDC-Wandler, z.B. 
SW1-505:
https://www.schukat.com/schukat/schukat_cms_de.nsf/index/suchergebnisse?OpenDocument&query=sw1-505&news=true&katalog=true

Die sind allerdings nicht kurzschlußfest.

Autor: Karl B. (gustav)
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Christian S. schrieb:
> um etwa -5 V zu generieren, kann man auch einen Sperrwandler mit nur
> einem Transistor, Zenerdiode und Speicherdrossel/Trafo bauen. Also ohne
> IC.
> Verwende ich für Displays, die negative Kontrastspannung benötigen.

Hi,
und das Schaltbild der russischen Freunde dazu.;-)
(Die nehmen jetzt aber auch den MC34xxx lieber.)

MaWin schrieb:
> Richtig macht es schon ein MC34063

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Markus schrieb:
> leider werde ich nicht so ganz fündig bei dem Thema.

Bei welchem Thema? Kein IC der Welt kann dir deine -5V nur aus Luft 
und Liebe erzeugen. Welche Spannung hast du denn bereits?

> Ich finde diverse
> Foreneinträge zum Thema "negative Spannungen", aber ich suche eigentlich
> keine komplexen Schaltungen für geringe Ausgangsströme, sondern ein
> möglichst einfaches IC dass seiner Aufgabe gewachsen ist :-)

Um aus einer positiven Eingangsspannung eine negative Ausgangsspannung 
zu machen, brauchst du irgendeine Art Schaltwandler. Ob das ein Wandler 
mit Induktivität ist oder eine Ladungspumpe, hängt dann von weiteren 
Randbedingungen ab.

> Hintergrund: In meiner Schaltung benötige ich -5V im Bereich um die
> 120mA.

Für 120mA kann man weder die Induktivität noch die Kondensatoren für 
eine Ladungspumpe integrieren. Das gewünschte "einfache IC" wird 
wenigstens diese Bauteile als Außenbeschaltung benötigen. Oder es ist 
gar kein IC, sondern ein Modul, das diese Bauteile bereits enthält.

> Warum finde ich bei Farnell/Mouser & Co. kein Bauteil, dass diese
> Aufgabe abkann?

Sicherlich, weil du falsch suchst.

> Idealerweise ein IC dass mir +5V und +5V liefert, aber kein Muss.

Jetzt wird es noch nebulöser. Aus welcher bzw. welchen 
Eingangsspannung(en) denn? Wenn du bspw. +8V und -8V schon hast (z.B. 
aus einem Trafo + Gleichrichter + Lade-Elkos) dann reicht ein LM7805 für 
+5V und ein LM7905 für -5V. Das sind sicher "einfache IC" nach deiner 
Deutung, denn sie haben nur 3 Anschlüsse und die Außenbeschaltung 
beschränkt sich auf einen Kerko am Ausgang.

> Vielleicht habt Ihr ja Ideen!

Dazu müßtest schon etwas mehr Input liefern.


Markus schrieb:
> Udo S. schrieb:
>> Suche nach "DC DC converter isolated 5V -5V"
>
> leider finde ich da nur welche die auf +5V Umsetzen als
> Isolationswandler

Albern!

Der Ausgang ist isoliert vom Eingang. Das heißt, du darfst die Pole 
der Ausgangsseite auch beliebig mit Polen der Eingangsseite verbinden. 
Insbesondere darfst du Ausgangs-Plus mit GND verbinden und hast dann an 
Ausgangs-Minus deine gewünschten -5V gegen GND.

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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> "Man vielleicht, du nicht, sonst hättest du die Schaltung angegeben."


Na so eine Frechheit. Wer hat es nötig, so eine Behauptung von sich zu 
geben? Ein Gast? Hauptsache schlecht auffallen.


Ich suche die Schaltung bei Joretronik jetzt nicht heraus.

mfG

: Bearbeitet durch User
Autor: Markus (Gast)
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Hier mal eine Schaltung, hoch professionell versteht sich ;-)

Ich brauche +3,3V, +5V und -5V an dem/den ICs.

Würde das so mit dem DCDC-Isolationswandler so funktionieren?

Autor: lowlevel (Gast)
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> Würde das so mit dem DCDC-Isolationswandler so funktionieren?

Das wäre möglich.

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Markus schrieb:
> 
https://www.digikey.com/product-detail/en/murata-power-solutions-inc/CRE1S0505S3C/811-3195-ND/6056051
>
> Hi Udo,
>
> danke für deinen Link!
>
> leider finde ich da nur welche die auf +5V Umsetzen als
> Isolationswandler oder Wandler, die am Eingang eine negative Spannung
> brauchen um eine Negative auszugeben :-(

Das ist ein galvanisch getrennter Wandler. Wenn du also den Pluspol des 
Ausgangs auf Masse schaltest hast du am Minuspol des Ausgangs -5V.

Fast wie bei deiner Skizze, nur Vorsicht, der Wandler den ich verlinkt 
hatte hat glaube ich nur 4,5 bis 5,5 V Eingangsspannug. Den müsstest du 
also eingangsseitig an die +5V hängen, nicht an die ungeregelten 7V.
Es gibt aber bestimmt auch Wandler mit einem weiteren 
Eingangsspannungsbereich.

: Bearbeitet durch User
Autor: Gustl B. (-gb-)
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Ich habe drei Steine verwendet:
LTC1983ES6-5, kann nur 100 mA
LM2663M, Ladungspumpe http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2663.pdf macht 
200 mA, schaltet mit 150 kHz.
LM2776, Ladungspumpe http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2776.pdf macht 
auch 200 mA, schaltet mit 2 MHz.

Und jetzt werde ich bald den hier testen:
LM27761, Ladungspumpe mit LDO 
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm27761.pdf, macht 250 mA, schaltet mit 
2 MHz.

Autor: Andrew T. (marsufant)
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Und hier noch eine sehr preiswerte texas Instruments Lösung (der 61040 
ist wirklich niederpreisig).

Über den Spannungsteiler kann man die -7,5V natürlich auf -5V anpassen.

: Bearbeitet durch User
Autor: Roland F. (rhf)
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Hallo,
Markus schrieb:
> Hintergrund: In meiner Schaltung benötige ich -5V im Bereich um die
> 120mA.

und

> Idealerweise ein IC dass mir +5V und +5V liefert, aber kein Muss.

https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-tmr-2-2-w-5-v-200-ma-sil-8-tmr-0521-p116820.html?&trstct=pol_2

https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-tmr-2-2-w-5-v-200-ma-sil-8-tmr-1221-p116826.html?&trstct=pol_3

https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-tmr-3-3-w-5-v-300-ma-sil-8-tmr-3-2421-p122819.html?&trstct=pol_5

Die 3 decken einen Eingangsspannungsbereich von 4,5 - 36 V ab. Ist zwar 
kein einzelnes IC, aber man braucht eben auch keine Außenbeschaltung.

rhf

Autor: Ro n. (rwth2212)
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LM2776 + 4 Kondensatoren. Fertig.
Erzeugt aus den 5Volt die -5Volt und kann bis zu 200mA liefern.

Autor: Joachim B. (jar)
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+5V hast du doch schon, also reicht für -5V ein
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-am1s-1-w-5-v-200-ma-sil-4-sim1-0505-sil4-p35024.html?&trstct=pos_0

potenzialgetrennt kannst du den +Ausgang auf GND legen und hast bezogen 
auf GND -5V am -V Ausgang.

Ist auch billiger, 2W Type brauchst du nicht für 120mA an 5V

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Ohne mehrere Bauteile wirst du nicht auskommen, und eine Charge-Pump 
braucht im Prinzip nur einen(!) zusätzlichen Kondensator, denn Ein- und 
Ausgangskondensatoren sind üblicherweise sowieso vorhanden. Sie müssen 
nur groß genug sein.

MAX1680/MAX1681:
125mA, Frequency-Selectable,
Switched-Capacitor Voltage Converters

Irgendwann habe ich mal eine CP eingestzt, die 200 mA bei 5 V konnte. 
Falls dich das interessiert, müsste ich suchen.

DZDZ

Autor: Joachim B. (jar)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Ohne mehrere Bauteile wirst du nicht auskommen

komisch ein SIM1 0505 ist nur ein Bauteil oder streitest du das ab?
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-am1s-1-w-5-v-200-ma-sil-4-sim1-0505-sil4-p35024.html?&trstct=pos_0

: Bearbeitet durch User
Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Verdammt - gleich nach dem Abschicken habe ich gesehen, dass 2 Posts 
vorher auf die 200 mA LM2776, die ich auch verwendet hatte, verwiesen 
wurde.

Aber wie gesagt, im Prinzip ist es nur ein zusätzlicher Kondensator!

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Joachim B. schrieb:
> komisch ein SIM1 0505 ist nur ein Bauteil oder streitest du das ab?
> 
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-am1s-1-w-5-v-200-ma-sil-4-sim1-0505-sil4-p35024.html?&trstct=pos_0

Ich nenne das nicht ein Bauteil, sondern ein Modul. Komplette Module 
gibt's wie Sand am Meer. Kann man drüber streiten. Wenn das in Frage 
kommt, ist es auch ok.

Autor: Bosnickel (Gast)
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MAX 735

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Joachim B. schrieb:
> ein SIM1 0505 ist nur ein Bauteil oder

Nur für ausgesprochen merkwürdige Definitionen von "Bauteil". Ich würde 
das eher "Baugruppe" oder "Modul" nennen.

Autor: Joachim B. (jar)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Ich nenne das nicht ein Bauteil, sondern ein Modul.

du hast zwar Recht, aber in der Verarbeitung sehe ich es als ein 
Bauteil.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Joachim B. schrieb:
> Der Zahn der Zeit schrieb:
>> Ohne mehrere Bauteile wirst du nicht auskommen
>
> komisch ein SIM1 0505 ist nur ein Bauteil oder streitest du das ab?
> 
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-am1s-1-w-5-v-200-ma-sil-4-sim1-0505-sil4-p35024.html?&trstct=pos_0

...un eine komplette Grossrechneranlage ist auch nur ein Bauteil?

Autor: Joe J. (neutrino)
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/*
Bosnickel schrieb:
> MAX 735

Danke für den Tipp - das Teil kannte ich nicht. Bisher habe ich immer 
die Ladungspumpe ICL7660 oder ICL7662 verwendet.

Joe
*/

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Vielleicht noch ein Tipp: Für bis zu 15 V und 100 mA setze ich des 
öfteren den LT1054 ein. Pin-kompatibel mit 7660.

Autor: Ro n. (rwth2212)
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Joachim B. schrieb:
> Der Zahn der Zeit schrieb:
>> Ich nenne das nicht ein Bauteil, sondern ein Modul.
>
> du hast zwar Recht, aber in der Verarbeitung sehe ich es als ein
> Bauteil.

Ja und damit das ordentlich und auch unter EMV-Gesichtspunkten gut 
funktioniert  sollte man diesem "Bauteil" auch noch 2-3 externe 
Komponenten spendieren. Weil ansonstens sind diese Module gerne kleine 
Dreckschleudern... Und schon werden aus einem Bauteil eher 4.

Seite 4:
http://www.aimtec.com/site/Aimtec/files/Datasheet/HighResolution/AM1S-Z.pdf

: Bearbeitet durch User
Autor: Joachim B. (jar)
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Ro n. schrieb:
> und auch unter EMV-Gesichtspunkten gut
> funktioniert  sollte man diesem "Bauteil" auch noch 2-3 externe
> Komponenten spendieren.

die man ja sowieso bei weiterführender Verwendung von 
Spannungsversorgung hat.
Es ging hier rein um die Erzeugung von -5V mit möglichst wenig 
Bauteilen!

Markus schrieb:
> Leider finde ich oftmals nur Chargepumps, die dann diverse externe
> Bauteile benötigen und auch kaum Strom abkönnen.

Das an anderen Schaltungsteilen noch Filter, Abblockkondensatoren 
gebraucht werden bleibt davon ja unberührt.

Autor: Marten Morten (Gast)
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Ich verstehe die ganze Diskussion nicht. Man kann praktisch jedes 
Abwärtswandler-IC invertierend verschalten. Das nennt sich dann 
inverting buck-boost Topologie.

Man muss dabei auf die Gesamt-Spannungsdifferenz achten. Eine Wandlung 
von +5V auf -5V benötigt eine Spannungsfestigkeit von 10V. Ebenso 
fließen höhere Spitzenströme im Vergleich zur nicht-invertierenden 
Schaltung und die Dropout-Spannung ist um eine Diodenstrecke größer.

Damit stehen einem trotzdem ein paar tausend Buck-Konverter ICs von den 
üblichen Herstellern zur Verfügung. Notfalls was man halt so in der 
Wühlkiste hat.

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Marten Morten schrieb:
> Ich verstehe die ganze Diskussion nicht. Man kann praktisch jedes
> Abwärtswandler-IC invertierend verschalten.

"Man" kann das. Der TE nicht!

Er möchte ein "einfaches IC", das ihm aus einer beliebigen (weil nicht 
spezifizierten) Spannung stabile -5V macht. Schaltungen mit mehr als 
zwei Bauteilen sind ihm ein Horror. Da bleibt am Ende halt nur noch ein 
DC-DC Wandlermodul. Die Arduinoisierung der Elektronik macht auch vor 
eigentlich trivialen Problemen wie der Spannungversorgung von eigenen 
Schaltungen nicht halt.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Axel S. schrieb:
> Er möchte ein "einfaches IC", das ihm aus einer beliebigen (weil nicht
> spezifizierten) Spannung stabile -5V macht.
Wenn die Eingangsspannung im Bereich von 7..36V läge, würde ich 2 Traco 
TSR 2450 so verschalten:

                    __________
 +Vin  ----o-------|in TSR out|-------> + Vout
           |       |___gnd____|
           |            |
           |            |
 -Vin  ----+------------o--------o-------- GND
           |        __________   |
           '-------|in TSR out|--'
                   |___gnd____|
                        |
                        '-------------> -Vout
Und ja, die Beschaltung des unteren TSR ist genau so gemeint...  ;-)

Autor: Marten Morten (Gast)
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Axel S. schrieb:
> Marten Morten schrieb:
>> Ich verstehe die ganze Diskussion nicht. Man kann praktisch jedes
>> Abwärtswandler-IC invertierend verschalten.
>
> "Man" kann das. Der TE nicht!
>
> Er möchte ein "einfaches IC",

Eine seiner Fragen war:

Markus schrieb:
> Warum finde ich bei Farnell/Mouser & Co. kein Bauteil, dass diese
> Aufgabe abkann? Ist das technisch so schwierig zu realisieren?

Meine Antwort ist: Weil es mit den ganz normalen, einfachen 
Buck-Konverter ICs geht und man kein Spezial-IC dafür braucht. Das es im 
Gegenteil nicht technisch schwierig, sondern nahezu trivial ist.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Marten Morten schrieb:
> Eine seiner Fragen war:
> Markus schrieb:
>> Warum finde ich bei Farnell/Mouser & Co. kein Bauteil, dass diese
>> Aufgabe abkann? Ist das technisch so schwierig zu realisieren?
> Meine Antwort ist...
Die formal korrekten Antworten auf diese Fragen wären:
1.: Weil du nicht weißt, wie man einen handelsüblichen dreipoligen 
Positiv-Stepdown so beschaltet, dass er aus einer positiven Spannung ein 
negative macht und deshalb falsch suchst.
Und 2.: Es ist ganz leicht, wenn man weiß, wie es geht.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Peter D. (peda)
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Lothar M. schrieb:
> Wenn die Eingangsspannung im Bereich von 7..36V läge, würde ich 2 Traco
> TSR 2450 so verschalten:

Die TSR 1 können das nicht, es müssen schon TSRN 1 sein.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Peter D. schrieb:
> Die TSR 1 können das nicht
Doch, bei mir können die das... ;-)
Anbei mal ein Aufbau mit einem TSR mit 15V Ausgang und 24V Eingang. Last 
in beiden Fällen ca 200mA (ja, ein bisschen viel, war aber ein 
Überlasttest... ;-)
Man beachte, wie das Messgerät und die Versorgung angeschlossen sind 
(just so, wie ich das oben skizziert habe).

> es müssen schon TSRN 1 sein.
Das sind letztlich nur weiterentwickelte TSR, die dank integrierter 
Kondensatoren nicht mehr so arg stören. Schon aus diesem Grunde würde 
ich hier auch tatsächlich TSRN Regler einsetzen.

Die TSN schließlich können aus einer negativen Eingangsspannung eine 
negative Ausgangsspannung machen.


EDIT:
Meanwell hat diese Beschaltung für seine NID100 Stepdown-Module sogar 
ziemlich exponiert im Datenblatt (letztes Bild)...

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Axel S. schrieb:
> "Man" kann das. Der TE nicht!
>
> Er möchte ein "einfaches IC", das ihm aus einer beliebigen (weil nicht
> spezifizierten) Spannung stabile -5V macht. Schaltungen mit mehr als
> zwei Bauteilen sind ihm ein Horror. Da bleibt am Ende halt nur noch ein
> DC-DC Wandlermodul. Die Arduinoisierung der Elektronik macht auch vor
> eigentlich trivialen Problemen wie der Spannungversorgung von eigenen
> Schaltungen nicht halt.

Erschreckende Wahrheiten der Gegenwart kommen ans Tageslicht

MfG

Autor: Piter K. (kurczaq)
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kann man auch mit einem OP erzeugen.

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