Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Sieht so eine Vierfach-Ladungspumpenschaltung aus?


von flo (Gast)


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Kurze Frage, sieht so eine Vierfach-Ladungspumpenschaltung als Kaskade 
aus?

(die 3x-Schaltung ist von Wiki)
https://de.wikipedia.org/wiki/Ladungspumpe#Spannungsvervielfachung
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Ladungspumpe_pos_kaskade.svg

von flo (Gast)


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Noch eine kurze Frage, wie muss die Spannungsfestigkeit der 
Kondensatoren sein?

von . . (Gast)


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Kommt darauf an, worauf sich das "Vierfach" beziehen soll.
Spannung, Anzahl der Verdoppler?
Also: Nö.

von Dieter (Gast)


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Das ist eine Variante der Schaltung. Aber die Variante mit den 
ungünstigen Spannungsfestigkeiten der Kondensatoren. Schaue mal nach 
Villard-Kaskade.

von Günni (Gast)


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Die Spannungsfestigkeit der Ausgangskondensatoren muss mit jeder Stufe 
ansteigen. Deshalb schaltet man gerne nur den ersten Ausgangskondensator 
C2 nach Masse (wie im Bild). Den Masseanschluss des 2. 
Ausgangskondensators C4 legt man statt dessen an das obere Ende von C2. 
Entsprechend wird der untere Anschluss von C an das obere Ende von C4 
gelegt. ("Ausgangskondensatoren" sind für mich diejenigen, die die 
Ausgangsspannung jeder Stufe halten. Die Kondensatoren C1, C3 und C - 
der Name ohne Index ist zweimal vergeben - sind "Hochsetzkondensatoren", 
da sie die Spannung hochsetzen.)
Durch das Hintereinanderschalten der Ausgangskondensatoren benötigt man 
nur eine geringere Spannungsfestigkeit, allerdings sinkt die effektive 
Kapazität durch die Reihenschaltung. Kondensatoren mit höherer Kapazität 
sind aber oft leichter zu bekommen, als hoch spannungsfeste 
Kondensatoren.

von flo (Gast)


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.                                               . schrieb im Beitrag 
#6255313:
> Kommt darauf an, worauf sich das "Vierfach" beziehen soll.

Auf die Spannung.


Danke für die Erklärungen!


Meine Schaltung hat 12V, ich brauche ungefähr 45V mit ein paar mA.
Hier liegt ein Sack mit kleien Elkos rum, 1uF/100V.
Von der Spannungsfestigkeit sollte man sie nehmen können, die Kapazität 
ist leider etwas klein. Vielleicht kann man das mit einer höheren 
Schaltfrequenz ausgleichen?!

von Frank B. (frank501)


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Die Schaltung bewirkt (fast) gar nichts. Wie auch? Der Ausgang liegt 
über die Dioden direkt am Eingang, ganz egal, wie der Schalter steht. 
Lediglich die Durchlassspannung der Dioden muss von der 
Eingangssspannung abgezogen werden, hier 4,2V.
Bei 12V am Eingang kommen hinten also nur noch 7,8V raus.

von Dieter (Gast)


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von tesari (Gast)


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Frank B. schrieb:
> Die Schaltung bewirkt (fast) gar nichts. Wie auch? Der Ausgang liegt
> über die Dioden direkt am Eingang, ganz egal, wie der Schalter steht.

Das ist kein Schalter sondern nur ein Platzhalter für den eigentlichen 
Taktgenerator.

von Andreas M. (andreas_m62)


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Frank B. schrieb:
> Die Schaltung bewirkt (fast) gar nichts.
> Bei 12V am Eingang kommen hinten also nur noch 7,8V raus.

Der erste Kondensator links wird auf 12V - UF aufgeladen.
Nach dem Umschalten wird der Kondensator auf 12V-Potenzial angehoben.
An der nächsten Diode liegen dann fast 24V.
usw.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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flo schrieb:
> Meine Schaltung hat 12V, ich brauche ungefähr 45V mit ein paar mA.

Dieter schrieb:
> Schaue mal nach
> Villard-Kaskade.


also
https://rn-wissen.de/wiki/index.php/Spannungsverdoppler

Kaskadenschaltung (Vervielfacher)
Die Bilder zeigen
    a. eine etwas anders gezeichtete Form der Villard-Schaltung (s.o.)
    b. eine Hintereinanderschaltung von zwei dieser Schaltungen

https://www.holger-klabunde.de/dcdc/picdcdc.htm

von Spatzenhirn (Gast)


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flo schrieb:
> Meine Schaltung hat 12V, ich brauche ungefähr 45V mit ein paar mA.
> Hier liegt ein Sack mit kleien Elkos rum, 1uF/100V.

Eine grosse Katze ist mit vier Mäusen satt - oder mit einem Sack voll 
Spatzenhirnen. Von Möchtegernelektroniker mit Flöhen.

von Klaus R. (klara)


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flo schrieb:
> Kurze Frage, sieht so eine Vierfach-Ladungspumpenschaltung als Kaskade
> aus?

Teste doch mit LTspice.
mfg Klaus

von Günni (Gast)


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Spatzenhirn schrieb:
> Eine grosse Katze ist mit vier Mäusen satt - oder mit einem Sack voll
> Spatzenhirnen. Von Möchtegernelektroniker mit Flöhen.

Nomen est omen. Was soll dieser Kommentar? Flo brauchte eine Spannung 
und wollte die mit vorhandenen Bauteilen schnell generieren. Warum 
nicht? Die Schaltung kann das leisten, wenn das Umschalten zyklisch und 
schnell genug erfolgt. Gut für den erwünschten Ausgangsstrom muss über 
den Schalter ein entsprechend höherer Eingangsstrom geliefert werden. 
Ich finde es gut, anhand von solchen "Basteleien" Erfahrungen und ein 
Gefühl für Bauteile zu gewinnen. Fertige Komponenten einzukaufen und 
mehr oder weniger sinnvoll nach Applikationsbeispielen 
zusammenzustöpseln kann jeder. An flo: Weiter so. Eigene Ideen sind 
oftmals besser als die Suche nach perfekten Standardlösungen. Und wenn 
mal etwas nicht klappt, dann war der Lerneffekt umso größer.

von Dieter (Gast)


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Was für Dioden fliegen da noch herum?
1N4148 z.B.
Ist da noch ein ICM555 darunter?

Schätzung: 1µF wären bei delta U von 1V bei 1Hz irgenwas von höchstens 
1µA. Wenn man sekundär 1mA haben wolle, müsse man 4mA hinheinstecken. 
Das wäre ein Schalttakt von mindestens 4kHz. Nur so mal als 
Größenordnung, mit welchen Werten man starten sollte.

von flo (Gast)


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Dieter schrieb:
> Was für Dioden fliegen da noch herum?
> 1N4148 z.B.
> Ist da noch ein ICM555 darunter?

1N4148, BAT41 und 42
Der NE555P ist vorrätig. Zur Not noch eine einfache Gegentakt-Endstufe 
aus TUP und TUN als Nachbrenner.

Hatte eher an 100kHz aufwärts gedacht, dann vielleicht besser in Kombi 
mit Kerkos 100nF, 50V?!

von Dieter (Gast)


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Das kannst Du ruhig mit den Elkos machen. Ein bißchen stören wird Dich 
die Sättigungsspannungen der Ausgangsstufe, siehe Datenblatt Low-level 
output voltage und High-level output voltage. Low level wird aber erst 
relevant bei mehr als 50mA. Somit wird das eher 12V plus 9 bis 10V Hub 
pro Stufen durch die Ausgangsstufe. Also werden eher vier Stufen 
notwendig. Daher würde ich es erst mal ohne zusätzliche Endstufe 
probieren.

von Dieter (Gast)


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Die Zusammenfassung (englischsprachig) finde ich nicht schlecht:
https://www.nutsvolts.com/magazine/article/dc-voltage-converter-circuits

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