Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Batteriespannung mit LDO oder Schaltregler halbieren


von Lasse W. (lasse_w)


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Hallo zusammen,

ich betreibe meine Messverstärkerschaltung mit LiPo Akkus. Bisher mit 2 
Zellen in Reihe. Über einen Spannungsinverter bekomme ich die negative 
Versorgung. Nun möchte ich auf 4 Zellen erweitern und mir den 
Spannungsinverter sparen indem ich mein Bezugspotential auf die halbe 
Batteriespannung lege. Dabei habe ich mir folgende Möglichkeit überlegt:

Schaltregler oder LDO oder beides nacheinander benutzen um die halbe 
Batteriespannung zu erzeugen. Allerdings erzeugen diese ja (immer?) 
einen festen Spannungswert, der über Wiederstände einstellbar ist. Wie 
schaffe ich es, dass die veränderliche Batteriespannung immer in der 
mitte geteilt wird?
Oder gibt es noch eine andere bessere Lösung, die ich nicht auf dem 
Schirm habe?

Vielen Dank schon einmal und schöne Grüße!

von H. H. (Gast)


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Wie stehts um Strombedarf der Schaltung und Kapazität der Akkus?

von Lasse W. (lasse_w)


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Die ganze Schaltung benötigt cica 700mA und die Akkus haben 4000mAh.

von Stefan F. (Gast)


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Lasse W. schrieb:
> Wie schaffe ich es, dass die veränderliche Batteriespannung
> immer in der mitte geteilt wird?

Ich habe so ein Bauchgefühl, dass du damit ein nicht existentes Problem 
lösen willst. Muss es denn genau die Hälfte der Batteriespannung sein? 
Wenn ja, warum?

Eine gängige Methode ist ein 50%/50% Spannungsteiler, der die 
Batteriespannung  halbiert. Dahinter kommt ein Operationsverstärker, 
damit die Spannung unter Last stabil bleibt. Es gibt bei Bedarf auch 
Operationsverstärker, die besonders hoch belastbare Ausgänge haben. 
Früher habe ich dafür gerne den TDA2030 missbraucht.

von Elliot (Gast)


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Wieviel Strom die ganze Schaltung benötigt, ist irrelevant. Wichtig ist 
der Strom, der von oder nach Masse fließt, denn nur der muss ja 
symmetriert werden. Die einfachste Lösung ist die Mittelanzapfung der 
Akkus.

von Stefan F. (Gast)


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Schaltungsvorschlag für die "virtuelle Masse" (so heißt das Konstrukt):

Beitrag "Re: Spannungsregler mit virtueller Masse"

von Stefan F. (Gast)


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Elliot schrieb:
> Die einfachste Lösung ist die Mittelanzapfung der Akkus.

Allerdings werden sie je nach Schaltung ungleichmäßig schnell entladen, 
was wiederum einen entsprechend leistungsstarken Loadbalancer erfordert, 
oder zwei separate Laderegler.

Es wäre echt gut, wenn der Lasse W. seinen Anwendungsfall offen legen 
würde. Dann muss man nicht über jeden möglichen Stolperstein 
diskutieren.

von Lasse W. (lasse_w)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Es wäre echt gut, wenn der Lasse W. seinen Anwendungsfall offen legen
> würde.
Ich will die Signale von 10 DMS aufzeichen. Also zuerst filtern und 
verstärken, dann über einen ADC einem ESP32 zuführen und über WLAN 
versenden.

Da der ESP32 keine negative Spannungsversorgung besitzt und dies der 
Hauptstromfresser ist, würden die 2 "positiven Zellen" bei einer 
Mittelanzapfung deutlich schneller entladen werden als die "negativen" 
2. Soweit richtig?

Beim Bertrieb mit der virtuellen Masse kann eine unterschiedliche 
Entladung der Zellen nicht vorkommen oder?

von Falk B. (falk)


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Lasse W. schrieb:
> Ich will die Signale von 10 DMS aufzeichen. Also zuerst filtern und
> verstärken, dann über einen ADC einem ESP32 zuführen und über WLAN
> versenden.

Und dafür brauchst du 700mA? Was machst du damit? Ne Sauna heizen?

"Nun möchte ich auf 4 Zellen erweitern und mir den
Spannungsinverter sparen indem ich mein Bezugspotential auf die halbe
Batteriespannung lege."

Das klingt nach Unsinn. So ein Spannungsinverter ist kleiner als 2 
zusätzliche Akkus. Und sooo schlecht ist der sicher auch nicht.

von Stefan F. (Gast)


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Lasse W. schrieb:
> Da der ESP32 keine negative Spannungsversorgung besitzt und dies der
> Hauptstromfresser ist, würden die 2 "positiven Zellen" bei einer
> Mittelanzapfung deutlich schneller entladen werden als die "negativen"
> 2. Soweit richtig?

Ja

> Beim Bertrieb mit der virtuellen Masse kann eine unterschiedliche
> Entladung der Zellen nicht vorkommen oder?

Ja

Nur denke ich, dass deine Virtuelle Masse nicht unbedingt genau in der 
Mitte liegen muss.

Anstatt einer virtuellen Masse kann man oft auch mit mit einer einfachen 
nur positiven Versorgungsspannung arbeiten, sowie einer 
Referenzspannung. Als Beispiel schau mal dir mal diesen Plan an: 
http://stefanfrings.de/audio_limiter/audio-limiter-schaltplan.gif

Das eine uralte Schaltung die ich in die Audio-Leitungen zwischen TV und 
Stereoanlage einschleife, um übermäßig laute Werbung leiser zu machen. 
Ich benutze dazu ganz einfach OP-Amps (nicht Rail-To-Rail) und eine 
einfach unstabile Versorgungsspannung. Dennoch brummt das Ding kein 
bisschen.

Alle Signale beziehen sich auf die "Ref" Spannung welche ich mit einer 
simplem Zenerdiode erzeuge. Dadurch brauche ich keine negative 
Versorgungsspannung. Vielleicht kannst du das als Anregung für deinen 
Aufbau mitnehmen.

von H. H. (Gast)


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Wenn mehr Kapazität gewünscht ist, dann nimm doch nicht 4S, sondern 
2S2P.

von Helge (Gast)


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Empfindliche Meßtechnik und Schaltregler beißen sich :-) Kriegt man 
alles hin, ist aber Mehraufwand.

Ich würde 4s, aktiven Balancer, dahinter entkoppelt LDO versuchen.

von Lasse W. (lasse_w)


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Alles klar!
Danke für die schnellen Antworten. Ich werde nun mal ein paar Sachen 
bestellen und ausprobieren :)

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