Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hilfsspannung von ca. 50 bis 60V gebraucht, quasi stromlos


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Nikolas (Gast)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
ich brauche eine Hilfsspannung von ca. 50 bis 60V bei ca. 0,01uA (also 
quasi stromlos).
Zur Verfügung steht eine Spannung von 5V/500mA, der Wirkungsgrad ist 
also eher zweitrangig.

Inverterbaustein zu einer Art H-Brücke umbauen und damit eine 
Diodenkaskade befeuern oder lieber einen kleinen Trafo auf einen 
Ringkern wickeln und mit einem Oszillator betreiben?
Oder wie macht man das am besten?

Die Spannung selber würde ich dann einfach mit einer Zenerdiode 
stabilisieren (also nix mit Regelung oder so).

von Günni (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da würde ich einfach einen Step-Up- (Boost-) Converter nehmen. Passende 
ICs gibt es bei Texas Instruments und Analog. In den Datenblättern sind 
auch Dimensionierungshinweise. Also bei Reichelt oder Pollin sehen, was 
die preisgünstig anbieten und dann das entsprechende Datenblatt 
herunterladen.

von Dieter (Gast)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Nur 25 grüne LEDs sonst nichts weiter. Siehe:
https://www.b-kainka.de/bastel152.html

von Nikolas (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Günni schrieb:
> Da würde ich einfach einen Step-Up- (Boost-) Converter nehmen.

Das würde ich sehr gerne machen, es soll aber morgen fertig werden, also 
muss Bastelkistenkram herhalten.


Dieter schrieb:
> Nur 25 grüne LEDs sonst nichts weiter. Siehe:
> https://www.b-kainka.de/bastel152.html

Lustig! Ich frage mich, ob Dioden nicht besser wären als derart 
hochohmige Widerstände.
Ansonsten etwas exotisch, habe leider nicht so viele grüne LEDs da.


Habe z.B. einen invertierenden 6-fach-Schmitt-Trigger 74HC14 in der 
Bastelkiste.
Zwei Inverter für einen Oszillator, die anderen vier Inverter als 
H-Brücken für eine Diodenkaskade - könnte das gehen?

von Christian S. (roehrenvorheizer)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Z.B. mit einem ein-Transistor-Sperrwandler.

http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap7_2/Kapitel7_2.html


mfg

von Dieter (Gast)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Nikolas schrieb:
> Habe z.B. einen invertierenden 6-fach-Schmitt-Trigger 74HC14 in der
> Bastelkiste.
Ladungspumpe, das ginge. Welche Versorgungsspannung hast Du bereits auf 
Deiner Schaltung?

von Ach Du grüne Neune (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielleicht hast du in der Bastelkiste noch einen 1,5 Watt Printtrafo mit 
zwei 12 Volt Sekundärwicklungen?

von Nikolas (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dieter schrieb:
> Ladungspumpe, das ginge. Welche Versorgungsspannung hast Du bereits auf
> Deiner Schaltung?

+5V/500mA

von Falk B. (falk)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nikolas schrieb:
> Hallo,
> ich brauche eine Hilfsspannung von ca. 50 bis 60V bei ca. 0,01uA (also
> quasi stromlos).
> Zur Verfügung steht eine Spannung von 5V/500mA, der Wirkungsgrad ist
> also eher zweitrangig.

Beitrag "Re: Stepup 180V - sackt völlig zusammen"

Die Ultra-Simple Variante it ein NE555 oder was auch immer einen Takt 
erzeugen kann und ein Transistor, welcher so wie beim MC34063 eine Spule 
periodisch auflädt und per Freilaufdiode in einen Kondensator lädt. Dort 
eine passende Z-Diode dran und gut. OK, man sollte schon mal rechnen 
oder simulieren, welche Induktivität und Taktfrequenz sinnvoll ist, vor 
allem, um nicht tierisch Leistung sinnlos zu verheizen.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen#Energiespeicherung_in_Magnetkernen

Wenn wir von 5V ausgehen und z.B. mit 10kHz arbeiten wollen, brauchen 
wir ca.

P = U * I = 60V * 10nA = 600nW (ohje)

Bei 10kHz sind das 60 pJ/ Takt (ohje!!!!, ein Fliegenfurz ist 
energiereicher!)

Um eine 100uH Spule auf 60pJ aufzuladen, braucht es

E = (U*t)^2 / 2L
t = sqrt(E * 2L)/U = sqrt(60pJ  2  100uH)/5V = 22ns

Also nix! Erzeuge einen kurzen Puls von vielleicht 100-500ns mit 10us 
Periodendauer und dein Generator wird genügend Energie liefern. Ein paar 
Verluste müssen ja auch bedient werden.

> Inverterbaustein zu einer Art H-Brücke umbauen und damit eine
> Diodenkaskade befeuern oder lieber einen kleinen Trafo auf einen
> Ringkern wickeln und mit einem Oszillator betreiben?
> Oder wie macht man das am besten?

Viele Wege führen nach Rom.

von Falk B. (falk)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was macht man mit 60V und 10nA?

von Marek N. (bruderm)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Darf man fragen, wofür man 10 Nanoampere bei 60 V braucht, abseits von 
irgendwelchem Teilchenbeschleuniger/detektor-Esoterik-Krams?
Das schafft nicht mal jeder OPV als Bias-Strom.

Bei den kleinen Strömen könnte man es wagen, einen 
Polypropylen-Kondensator aufzuladen und die Schaltung reinwerfen.

Ansonsten: https://de.wikipedia.org/wiki/Zambonis%C3%A4ule

von Ach Du grüne Neune (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es gibt doch auch noch die Photokoppler wie z.B. TLP190B. Davon vier 
Ausgänge in Serie schalten.

Nikolas schrieb:
> soll aber morgen fertig werden

Ok, am Sonntag kann man die nicht mehr bekommen :/

von Neugieriger (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Falk B. schrieb:

> Bei 10kHz sind das 60 pJ/ Takt (ohje!!!!, ein Fliegenfurz ist
> energiereicher!)

Guck an! Ein verkappter Entomologe.
:))

von MaWin (Gast)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Nikolas schrieb:
> Diodenkaskade befeuern oder lieber einen kleinen Trafo auf einen
> Ringkern

Diodenkaskade von 5V auf 50V ist doof, an braucht 10 Dioddn in Reihe 
aber die verlieren schon 7V zusammen, mehr als die 5V die man 
reinsteckt.
Aber Trafo muss bei 1:10 auch noch nicht sein.
Es reicht ein step up, und wenn der ungeregelt sein kann weil 
überschüssige Leistung in Z-Diode verbraten wird tut es ja ein fester 
Oszillator, vielleicht einfach ein uC Ausgang mit nachgeschaltetem 
Transistor. Man muss aber im diskontinuierlichen Mode bleiben.

von Marek N. (bruderm)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was konstruktives:
Joule-Thief, der ne 60 V Z-Diode befeuert.

Der Wirkungsgrad ist eh unterirdisch, da die Leckströme sämtlicher 
aktiver Elektronik hundertfach höher sind, als der "Laststrom" von 10 
nA.

von Dieter (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nikolas schrieb:
> +5V/500mA
In dem Falle nicht ausreichend für eine Ladungspumpe. Aber dann hätte 
ich eine andere Schaltung für Dich:
https://www.elektronik-labor.de/Labortagebuch/Tagebuch0311.html#led

Alternativen:
Die Spule wird am besten als Übertrager ausgeführt. Auf T1 kann mit 
einer ZD rückgekoppelt werden um den Kippschwinger in Pausen zu schicken 
zur Regelung.
https://www.elektronik-labor.de/Notizen/0211LEDlampe.html

Die obere Spule kann als Spartrafo ausgeführt werden. Dann kann die 
Auskopplung eine Spannungskaskade aufladen.
https://www.elektronik-labor.de/Notizen/LEDwandler.html

https://www.elektronik-labor.de/Labortagebuch/Tagebuch0516.html#cap

von Hp M. (nachtmix)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Nikolas schrieb:
> es soll aber morgen fertig werden, also
> muss Bastelkistenkram herhalten.

Lidl und Netto hat noch offen.
Kaufst du 6 9V-Blockbatterien. Fertig. Mit 5 EUR bist du dabei.

von bingo (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
schau Dir hier mal die Schaltung für die Geigerzähler an, einen ICM7555 
wirst Du ja wohl haben

Beitrag "Re: Hochspannungserzeugung Geigerzähler aus 3V"

Hp M. schrieb:
> Kaufst du 6 9V-Blockbatterien. Fertig. Mit 5 EUR bist du dabei.

Das finde ich auch gut

von Dieter (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
bingo schrieb:
> Hp M. schrieb:
>> Kaufst du 6 9V-Blockbatterien. Fertig. Mit 5 EUR bist du dabei.
>
> Das finde ich auch gut

https://www.instructables.com/id/EMP-Generator-DIY/
Step 5: 9v Battery
9v Battery
i use 3pcs battery,but i think use 5pcs is better,over 36v is 
dangerous,so i just use 3pcs

Zuviele zusammengesteckt, an die Kontakte geraten. Der TO is nimmer 
dabei.

von Der Zahn der Zeit (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da hatte ich gerade eine Idee, wie es einfach mit Standardbauteilen 
geht, dann sehe ich den Link
> Beitrag "Re: Hochspannungserzeugung Geigerzähler aus 3V"
und da ist es im Prinzip genau so gemacht. Noch etwas einfacher kann man 
es m. E. unter den gegebenen Umständen aber auch noch machen.

von Nikolas (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Habe nun diese Schaltung hier aufgebaut:
https://www.elektronik-labor.de/Labortagebuch/Uwandler2.jpg
7.3.11: 100-V-Spannungswandler
https://www.elektronik-labor.de/Labortagebuch/Tagebuch0311.html#led

Allerdings mit 20Wdg. und 24Wdg. statt 10Wdg. und 12Wdg.
Als Transistor den PN2222A.

Damit landet man brückengleichgerichtet am offenen Kondensator bei 147V 
(also ohne Last).
Das ist schon mal positiv ;)

von michael_ (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Printtrafo mit 2x 24V.
Sollte mit 60V reichen.
Evtl. in Spannungsverdopplung einsetzen.

von oszi40 (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nikolas schrieb:
> nun diese Schaltung hier aufgebaut:

Gut wenns mit alten Teilen aus Energiesparlampen so funktioniert. 
Nachteil ist nur, daß Dein Oszillator STÄNDIG etwas Strom braucht, 
während die Lösung mit einigen 9V-Battieren bei einer Last von wenigen 
nA fast nur unter Selbstentladung leidet und Jahre funktionieren könnte 
bei 120mAh-1200mA Batteriekapazität.

von michael_ (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Als Batterie kann man auch 5x von den 12V Batterien für Fernbedienung 
nehmen.
Ist noch billiger als die 9V.

von Nikolas (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nikolas schrieb:
> Damit landet man brückengleichgerichtet am offenen Kondensator bei 147V
> (also ohne Last).

Und mit einer Last von 10k-Ohm landet man bei 68V.
I = U/R
=> 6,8mA
Das sind fast 0,5W, die verbraten werden... aber ok.
Laut Multimeter-f-Meter liegt die Schaltfrequent bei 640kHz (das Ding 
liegt aber manchmal daneben).

Die Stromaufnahme auf der 5V-Seite liegt dann bei 120mA, 
energie-effizient geht anders, aber ok...

von Nikolas (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielleicht wäre es besser, statt der Brückengleichrichtung mit nur einer 
Diode gleichzurichten, dann hat man nur den halben Verbrauch, oder?

von Dieter (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn man den Widerstand vergroessert und die Kapazitaet verkleinert 
sinkt der Stromverbrauch und steigt die Frequenz.
Mit einem weiteren Transistor kann der Wandler bei erreichen der 
Sollspannung gedrosselt werden.

von Dieter (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Anbei sls Skizze mit einer Regelung mit JFET. Es ginge aus mit 
pnp-Transistor.

von Burkhard K. (buks)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Marek N. schrieb:
> Darf man fragen, wofür man 10 Nanoampere bei 60 V braucht, abseits von
> irgendwelchem Teilchenbeschleuniger/detektor-Esoterik-Krams?

Bei Kondensatormikrophonen braucht man oftmals Polarisationsspannungen 
in dieser Größenordnung - bei Einkopplung über 1-10 GigaOhm-Widerstände 
liegt der Strom in einer ähnlichen Größenordnung.

Weiss jemand zufällig, wie diese Spannung in Mikros erzeugt wird, 
insbesondere ohne Phantom-Versorgung? Ein Autor (Doug Self) schreibt 
dazu mittels "einfachem LC-Oszillator", leider ohne auf Details 
einzugehen.

von Harald W. (wilhelms)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Burkhard K. schrieb:

> Weiss jemand zufällig, wie diese Spannung in Mikros erzeugt wird,
> insbesondere ohne Phantom-Versorgung? Ein Autor (Doug Self) schreibt
> dazu mittels "einfachem LC-Oszillator", leider ohne auf Details
> einzugehen.

Z.B. so:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/dcdc48v.htm

von Burkhard K. (buks)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Harald W. schrieb:
> Z.B. so:
> https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/dcdc48v.htm

Nö! Gefragt war nicht die Erzeugung der Phantomspeisung sondern die 
einer weit höheren Vorspannung, die bestimmte Mikros brauchen.

In dem Beispiel von Self ("Small Audio Signal Design") werden aus der 
Phantomspeisung per Linearregler 14V (sowie 32V für die OpAmps) 
generiert, aus denen dann per "LC-Oszillator" 63V werden.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Burkhard K. schrieb:
> Weiss jemand zufällig, wie diese Spannung in Mikros erzeugt wird,
> insbesondere ohne Phantom-Versorgung?

Solche Kondensatormikrofone gibt es ohne Phantomspeisung nicht, die wird 
immer benötigt.
Und der 'einfache LC-Oszillator' wurde oben schon gepostet:

Nikolas schrieb:
> Habe nun diese Schaltung hier aufgebaut:
> https://www.elektronik-labor.de/Labortagebuch/Uwandler2.jpg

Die Höhe der Ausgangsspannung ist lediglich eine Frage des Trafos - 
Fleigenklatschen machen da 1-2kV aus 3V.

: Bearbeitet durch User
von Henrik V. (henrik_v)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Matthias S. schrieb:
> Solche Kondensatormikrofone gibt es ohne Phantomspeisung nicht, die wird
> immer benötigt.

Naja, Kondensatormics mit polarisierten Folien sind ja schon eine Weile 
auf dem Markt. 1/2" Messmic von PCB hab ich hier gerade auf dem Tisch 
liegen. :)
Der Vorverstärker will aber schon etwas Energie ... da reichen dann aber 
ein/zwei 1,5V Zellen.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.