Hallo zusammen,
ich habe jetzt Stundenlang schon das Forum durchsucht und mir einige
Tage Google angetan. In der Hoffnung nicht gleich erschlagen zu werden
hier möglichst viele Details und am Ende meine Frage.
Dazu bitte die angehängte (Teil)Schaltung betrachten. Diese
Teilschaltung befindet sich später auf einem "Modul" und bis zu vier
dieser Module hängen an einem zentralen "Mainboard" welches ich auch
gerne für die Spannungserzeugung nutzen würde. Verbindung zwischen
Mainboard und den bis zu vier Modulen sind derzeit Flachbandkabel.
Ich möchte mit der angehängten Schaltung ein -12V bis +12V Signal
erzeugen. Das Signal selbst braucht keine große Frequenz und
Veränderungen sind hier eher linear mal nach oben oder nach unten (alle
10-20ms mal ein neuer Wert). Der DAC wird von einem ATMEGA betrieben.
Der ATMEGA wiederum über I2C vom Mainboard.
Das gesamte Konstrukt wird später über eine nicht von mir beeinflussbare
Spannungsquelle gespeist die ich mit mind. 20-30V spezifiziert habe.
Nennen wir diese mal Vsup und wird in der Lage sein relativ viel
Leistung zu liefern (>50W).
Vref beträgt 2.5V und wird direkt auf besagtem Modul aus den Vsup
erzeugt. Derzeit mit einem TL431, kann aber auch aus den 12V oder 5V
erzeugt werden. Ich bin für alles offen.
Die +5V kommen aus einem Schaltregler aber vielleicht ergibt sich durch
die Antworten eine andere Möglichkeit. Hier wird aber ein wenig Leistung
benötigt, da noch einiges an digitalen Komponenten dran hängt (rechnen
wir mal mit 500mA bis 1000mA) und ich wollte das es kühl bleibt.
Nun die eigentlich Frage: Wie erzeuge ich am besten die -12V?
Die Teilschaltung zeigt die einzige Stelle an der ich diese Spannung
benötige.
Schön wäre günstig und einfach zu verbinden, aber wer weiss ob das geht.
Ich bin über vieles im Forum gestolpert, z.B. virtual Gnd mit nem OpAmp,
das geht aber nicht weil eventuell nur 20V vorhanden sind und dann komme
ich nicht zu den 12V. Dazu kommt, dass ich nicht geschnallt habe wie ich
das in meine Schaltung einbauen sollte :)
Das zweite was ich gesehen hatte sind Charge Pumps, aber da war ich mit
der Menge überfordert.
Das einzige was ich gut fand ist der LTC3260. Der macht das was ich
möchte und benötigt nur ein paar passive Bausteine drum herum. Den gibt
es aber nicht einfach bei Reichelt zu kaufen, wäre also etwas was ich
separat organisieren muss.
Das Mainboard und die Module brauche ich auch nicht nur einmal sondern
in x-Facher ausführung, daher dachte ich, je gängiger die Bauteile desto
besser.
Fällt hier jemandem eine schöne Alternative ein?
Vielen Dank!
ps: Über den OpAmp habe ich mir noch keine Gedanken gemacht, da ich
nicht weiss welche Versorgungsspannung nachher vorhanden ist. Wenn nun
-/+15V zur Verfügung stehen brauche ich z.B. keinen Rail-To-Rail.
Danke. Hatte vergessen zu erwähnen dass ich z.B. bei Recom geschaut
hatte. Kostet dann aber auch gleich 20€ pro Stück, der LTC3260 lag schon
bei 10€ wenn ich in der Apotheke kaufe.
Dachte es geht vielleicht auch günstiger.
Und isoliert benötige ich es eigentlich nicht, oder?
Jesse schrieb:> Schön wäre günstig und einfach zu verbinden, aber wer weiss ob das geht
Wenn man es SELBER macht statt einem fertigen Modul.
Insgesamt ist die Schaltung unsinnig.
Der DAC produziert 0.01..4.96V, um 2.5V.
Der erste OpAmp macht daraus -4.98..9.92V.
Der zweite OpAmp -23.75..37V, wird aber nur mit +/-12V versorgt, kommt
also je nach Modell vielleicht von -10V bis +10V und nutzt 2/3 des DAC
Wertebereichs nicht.
Fang nochmal von vorne an, derzeit ist es Quatsch.
Überlege, ob 0 auch GND deiner Versorgungsspannung von 20-30V sein muss,
oder z.B. bei halber Versorgungsspannung liegen kann.
Frage dich, was der zweite OpAmp soll.
Dann sind 2.5V Vref viel wenn man das IC mit 5V versorgt, denn 2*2.5 ist
dann nicht mehr ausgebbar. 0 sowieso nicht.
Ein Sperrwandler kann an einem passend gewickelten Übertragertrafo jede
Ausgangsspannung bereitstellen, zu den +5V also auch +12 und -12
ungeregelt. Für deine Leistung und Eingangsspannung tut es schon ein
MC34063, obwohl der als Sperrwandler ein modifiziertes PWM Verhältnis
braucht, besser ein Buck auf 5V und die +/-12V mit AN-1118 von
http://www.ti.com/ (National) die zeigt wie ein LM2595 5V zu +/-12V
macht.
Ob es wirklich 12 oder doch 13 oder nur 11 sein müssen, hängt von deinem
benötigten Ausgangsspannungsbereich und dem verwendeten OpAmp ab. Bei 12
bit DAC sollte der aber schon genau sein, Offsetspannung unter 0.5mV
damit er die Genauigkeit nicht versaut.
Charge pump ICs gibt es zahlreiche. Aber ob Reichelt sowas im Angebot
hat weiß ich auch nicht. Aber was sie sicher im Angebot haben sind
UART/RS232 Wandler ICs (MAX323 und Konsorten). Die haben ganz nebenbei
auch eine +/-10V Ladungspumpe drinnen, und sind von vielen Herstellern
verfügbar. Ist vielleicht eine Überlegung wert.
MaWin schrieb:> Überlege, ob 0 auch GND deiner Versorgungsspannung von 20-30V sein muss,> oder z.B. bei halber Versorgungsspannung liegen kann.
Halbe Betriebsspannung hatte ich überlegt, aber im Worstcase ist die
Betriebsspannung nu 20V, d.h ich bekomme keine 24V Range für die +/-12V
Ausgabe. Oder sehe ich das was falsch.
MaWin schrieb:> Der DAC produziert 0.01..4.96V, um 2.5V.> Der erste OpAmp macht daraus -4.98..9.92V.> Der zweite OpAmp -23.75..37V, wird aber nur mit +/-12V versorgt, kommt> also je nach Modell vielleicht von -10V bis +10V und nutzt 2/3 des DAC> Wertebereichs nicht.
Also der DAC liefert Vout = 0 bis Vref bei einem Gain von 1. Bei mir
macht das 0 bis 2,5V Output, wenn Vref auf 2,5V liegt.
Der erste Opamp macht daraus -2,5V bis 2,5V.
Der letzte bringt es dann auf -11,85V bis +11,85V.
Ist nicht ganz genau, da der Verstärkungsfaktor sehr krum ist, aber das
muss nicht perfekt sein, das kann ich später auch in Software fixen.
So zumindest der Plan und beim letzten Mal auf dem Brotbord ging es auch
noch. Schaue ich mir aber nochmal an. Ich will nicht ausschließen, dass
bei etwaigen Überarbeitungen der Schaltung etwas schief gegangen ist.
MaWin schrieb:> Ein Sperrwandler kann an einem passend gewickelten Übertragertrafo jede> Ausgangsspannung bereitstellen, zu den +5V also auch +12 und -12> ungeregelt. Für deine Leistung und Eingangsspannung tut es schon ein> MC34063, obwohl der als Sperrwandler ein modifiziertes PWM Verhältnis> braucht, besser ein Buck auf 5V und die +/-12V mit AN-1118 von> http://www.ti.com/ (National) die zeigt wie ein LM2595 5V zu +/-12V> macht.
Ich denke das mit dem Trafo übersteigt meine Fähigkeiten. Den Buck auf
5V habe ich bereits daher werde ich mir mal die AN-1118 anschauen und
den LM2595. Schonmal ein Danke für den Tipp.
MaWin schrieb:> Ob es wirklich 12 oder doch 13 oder nur 11 sein müssen, hängt von deinem> benötigten Ausgangsspannungsbereich und dem verwendeten OpAmp ab. Bei 12> bit DAC sollte der aber schon genau sein, Offsetspannung unter 0.5mV> damit er die Genauigkeit nicht versaut.
Um den OpAmp wollte ich mich kümmern, wenn ich weiss welche Spannungen
ich erzeugen kann. Tatsächlich benötige ich die 12Bit des DAC nicht
unbedingt ich plane eher mit 10Bit. Aber der 10Bit und 12Bit DAC taten
sich das letztmal preislich so gut wie gar nichts daher hatte ich
einfach den 12er genommen. Wer weiss vielleicht hol ich ja etwas mehr
raus.
Depperter schrieb:> Jesse schrieb:>> Charge Pumps>> Jesse schrieb:>> 24V Range>> Soll ich dir mein schematic sharen?
Wenn du eine passende hast, gerne!
analogausgang.png
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