Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie Spannung invertieren?


von A. A. (dieahnungslosen)


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Hallo,

ich benötige eine SPannung von -10 V, habe jedoch nur eine 
Spannungsquelle mit 10 V. Daher war mein Ansatz mithilfe eines OPVs die 
Spannung zu invertieren (so wie man es auch im Internet findet). Jedoch 
hat dies bei der Simulation in LTSpice nicht funktioniert. Woran liegt 
dies und was muss ich tun um meine Spannung zu invertieren?

PS: Aufgrund meiner letzten negativen Erfahrung in diesem Forum bitte 
ich darum, dass nur hilfreiche Antworten kommentiert werden. Antworten 
wie "geh doch in die Bibliothek" gehören nicht dazu:) Ich danke den 
netten Leuten, die bereit sind mir zu helfen schon im Voraus!

: Verschoben durch Moderator
von Christoph M. (maije)


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Spannungsquelle einfach umdrehen als offensichtliche Lösung wird wohl 
nicht funktionieren :)

Für hilfreiche Antworten fehlt allerdings der Schaltplan deiner nicht 
funktionierenden Schaltung, sowie noch die Angabe des maximalen Stroms, 
den du benötigst. Es macht doch einen ziemlichen Unterschied, ob du die 
-10V nur als Signal benötigst, oder als Versorgung.

von A. A. (dieahnungslosen)


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Christoph M. schrieb:
> Für hilfreiche Antworten fehlt allerdings der Schaltplan deiner nicht
> funktionierenden Schaltung, sowie noch die Angabe des maximalen Stroms,
> den du benötigst. Es macht doch einen ziemlichen Unterschied, ob du die
> -10V nur als Signal benötigst, oder als Versorgung.
 Hallo Christoph, ich benötige die -10V für die Spannungsversorgung 
eines OPVs:)
VG

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Adrian A. schrieb:
> ich benötige eine SPannung von -10 V, habe jedoch nur eine
> Spannungsquelle mit 10 V.
Weil du offenbar keinen Plan von Analogtechnik hast (das ist nicht böse 
gemeint, das war bei uns allen mal so): wie wäre es denn, wenn du mal 
deine Aufgabe beschreibst. Und eben nicht, wie du sie lösen möchtest.

Wofür brauchst du die Spannung? Ist das eine Versorgung für irgendwas? 
Wenn nicht: welche Information trägt diese Spannung?

Und wenn du schon was probiert hast, dann zeige, was das ist. Beschreibe 
was du davon erwartest hast und was stattdessen passiert ist.


> PS: Aufgrund meiner letzten negativen Erfahrung in diesem Forum
Du selber bist der Moderator deienes eigenen Threads. Moderieren 
bedeutet für dich: Informationen liefern und mit den anderen Teilnehmern 
interagieren.

Sonst wird das hier wieder so ein Löschthread wie der vorige.

EDIT:
Adrian A. schrieb:
> ich benötige die -10V für die Spannungsversorgung eines OPVs:)
Kauf dir einen fertigen isolierten DCDC-Wandler und du hast die -10V.

: Bearbeitet durch Moderator
von HildeK (Gast)


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Adrian A. schrieb:
> Daher war mein Ansatz mithilfe eines OPVs die
> Spannung zu invertieren (so wie man es auch im Internet findet). Jedoch
> hat dies bei der Simulation in LTSpice nicht funktioniert. Woran liegt
> dies und was muss ich tun um meine Spannung zu invertieren?

Das geht schon, nur brauchst du für den OPA sowohl eine positive als 
auch eine negative Versorgungsspannung, jeweils > |10V|.
Und wenn du die hast, brauchst du keinen OPA mehr zur Erzeugung der 
negativen Spannung 😀.
Ein OPA kann am Ausgang nur Pegel abliefern, die innerhalb seiner 
Versorgungsspannungsgrenzen liegen. Bei manchen deutlich innerhalb.

Es gibt kleine, fertige Module, z.B. von Raco, die aus einer positiven 
eine negative Spannung machen können.

von Christoph M. (maije)


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Adrian A. schrieb:
> Christoph M. schrieb:
>> Für hilfreiche Antworten fehlt allerdings der Schaltplan deiner nicht
>> funktionierenden Schaltung, sowie noch die Angabe des maximalen Stroms,
>> den du benötigst. Es macht doch einen ziemlichen Unterschied, ob du die
>> -10V nur als Signal benötigst, oder als Versorgung.
>  Hallo Christoph, ich benötige die -10V für die Spannungsversorgung
> eines OPVs:)
> VG

Okay, und nicht viel Strom nehme ich an? Die -10V aus den +10V durch 
einen OPV zu erzeugen funktioniert deswegen nicht, weil dieser OPV ja 
bereits eine negative Versorgung benötigt. Er kann ja nur die Spannungen 
ausgeben, die ihm auch an seiner Versorgung bereitgestellt werden.

Eine Lösung, die mir auf die Schnelle einfällt wäre eine invertierende 
Ladungspumpe. Eventuell zweistufig mit nachgeschaltenem Linearregler. 
Hängt von deinen Anforderungen an die -10V ab. Also wie genau sie sein 
müssen, oder müssen es wirklich -10V oder reichen auch -9V usw.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Wenn Signalspannungen von 0V bis plus 10V invertiert werden sollen, also 
von 0V bis minus 10V, dann benötigst du eine Dual-Spannungsversorgung. 
Zum Beispiel:

+12V 0V -12V

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Oder geht es dir um die Erzeugung einer negativen Hilfsspannung als 
Spannungsversorgung für einen Operationsverstärker?

von A. A. (dieahnungslosen)


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Michael M. schrieb:
> Oder geht es dir um die Erzeugung einer negativen Hilfsspannung als
> Spannungsversorgung für einen Operationsverstärker?

Ja, genau darum geht es mir

von A. A. (dieahnungslosen)


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> Okay, und nicht viel Strom nehme ich an? Die -10V aus den +10V durch
> einen OPV zu erzeugen funktioniert deswegen nicht, weil dieser OPV ja
> bereits eine negative Versorgung benötigt. Er kann ja nur die Spannungen
> ausgeben, die ihm auch an seiner Versorgung bereitgestellt werden.
Vielen Dank!

> Eine Lösung, die mir auf die Schnelle einfällt wäre eine invertierende
> Ladungspumpe. Eventuell zweistufig mit nachgeschaltenem Linearregler.
> Hängt von deinen Anforderungen an die -10V ab. Also wie genau sie sein
> müssen, oder müssen es wirklich -10V oder reichen auch -9V usw.

Also es müssen nicht genau -10V sein. Können auch -9 oder -8 sein.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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HildeK schrieb:
> Es gibt kleine, fertige Module, z.B. von Raco, die aus einer positiven
> eine negative Spannung machen können.
Mit solchen Positiv-Schaltregler wie denen hier kann auch eine neagtive 
Spannung machen:
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-gaptec-c8520.html?&nbc=1

Siehe dazu den:
Beitrag "Re: IC für -5V Generierung gesucht (min. 120mA)"

Sonst einfach einen isolierten DCDC und fertig:
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-tec-2wi-2-w-9-36-12-0-vdc-sil-8-tec-2-2412wi-p278266.html?&trstct=pol_47&nbc=1

Adrian A. schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Oder geht es dir um die Erzeugung einer negativen Hilfsspannung als
>> Spannungsversorgung für einen Operationsverstärker?
> Ja, genau darum geht es mir
Ein Wort dazu, dass vorrangig Anfänger negative Spannungen für ihre 
Operationsverstärker brauchen:
Beitrag "Re: +-5V symmetrische Spannungsversorgung"

: Bearbeitet durch Moderator
von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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MAX232 und die Spannungen an den Ladepumpen abnehmen.

von Georg G. (df2au)


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ICL7660 macht aus +irgendwas -irgendwas, aber nur kleine Ströme.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Die Ausgangsspannung eines OPs kann nur innerhalb der Grenzen seiner 
eigenen Versorgungsspannung liegen. Je nachdem, ob es sich bezüglich des 
Ausganges um einen sog. "Rail to Rail"-Typ handelt oder nicht, kommt man 
entweder recht dicht (bis auf einige Millivolt) ran oder eben nicht.

Zum Invertieren der Versorgungsspannung selbst kann man entweder ein 
fertiges Spannungswandlermodul verwenden oder einen integrierten 
Schaltregler im invertierenden Modus (sofern unterstützt). Für sehr 
geringe Leistungen kann man auch selbst eine kleine Ladungspumpe mit ein 
paar Logikgattern realisieren.

Einige Leute zweckentfremden auch EIA-232-Pegelwandler wie z.B. MAX232 
und Konsorten, um damit eine negative Versorgungsspannung zu generieren.

von olaf (Gast)


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> Also es müssen nicht genau -10V sein. Können auch -9 oder -8 sein.

Damit hast du dich fuer einen switched capacitor converter qualifiziert.
Die sind relativ gutmuetig. Gibt es z.B von Maxim/Analog.

Olaf

Beitrag #7254019 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7254313 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Joachim B. (jar)


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Adrian A. schrieb:
> Hallo Christoph, ich benötige die -10V für die Spannungsversorgung
> eines OPVs:)
> VG

es gibt auch Leistungs OPV die einige A brauchen, du nennst immer zu 
wenig Daten!

für wenig mA geht aber sowas:
https://www.holger-klabunde.de/dcdc/picdcdc.htm

Beitrag #7254331 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7254351 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Georg G. (df2au)


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Joachim B. schrieb:
> für wenig mA geht aber sowas:
> https://www.holger-klabunde.de/dcdc/picdcdc.htm

Meinst du nicht, dass das etwas viel Aufwand ist? Ein ICL7660 ist 
billiger und braucht weniger Außenbeschaltung.

von Joachim B. (jar)


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Georg G. schrieb:
> Meinst du nicht, dass das etwas viel Aufwand ist?

ich meine viele Wege führen nach Rom, es gibt nicht nur eine Lösung, ein 
isolierender DC/DC Wandler ginge ja auch, ich wollte eine Möglichkeit 
zeigen und dem TO eine Wahl lassen, einer schreibt den MAX3232 anzapfen, 
einer schreibt ICL, der TO soll eine Chance haben sich das ihm genehmste 
auszusuchen, das finde ich hilfreicher als mit dem Hammer zu sagen das 
ist der Königsweg!

von Benedikt L. (Firma: Dem Ben seine Leiche) (dembenseineleiche) Flattr this


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Stecker rumdrehen ist das einfachste! Da kommt natürlich wieder keiner 
drauf!

Beitrag #7254438 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Wolfgang (Gast)


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Adrian A. schrieb:
> Jedoch hat dies bei der Simulation in LTSpice nicht funktioniert. Woran
> liegt dies und was muss ich tun um meine Spannung zu invertieren?

Die Tricks von Münchhausen funktionieren hier nicht. Ein OP kann seinem 
Ausgang nur Spannungen innerhalb seiner Versorgung liefern (s. 
Datenblatt)

> Daher war mein Ansatz mithilfe eines OPVs die Spannung zu invertieren
> (so wie man es auch im Internet findet).

Das glaube ich nicht, es sei denn, du baust mit dem OPV einen Oszillator 
mit Ladungspumpe auf.

von Stefan F. (Gast)


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Adrian,
ich verstehe dein Vorhaben so:

Du möchtest einen Operationsverstärker benutzen und weist, dass er eine 
negative Spannungsversorgung von 10V braucht. Um diese Aufgabe zu lösen 
nimmst du einen Operationsverstärker, der soll die -10V erzeugen.

Wo ist da die Logik?

Wenn der Operationsverstärker die -10V selbst erzeugen könnte, dann 
bräuchtest du sie nicht.

Du brauchst einen DC/DC Wandler, um die negative Spannung zu erzeugen.

Die Frage ist: Brauchst du die -10V wirklich? Vor 40 Jahren wäre das 
noch üblich gewesen, heute ist es ziemlich selten. Aber wenn du nach 
Hilfe für ein halbgares Konzept fragst, dann kommt da halt nichts ganz 
gares bei Heraus. Überdenke nochmal deine Vorgehensweise mit der 
Geheimniskrämerei.

> so wie man es auch im Internet findet

Ich weiß nicht wer "man" ist, aber ich ganz sicher nicht. Ich weiß, dass 
ein ertrinkender sich nicht selbst an den Haaren aus dem Wasser heben 
kann. Das entspricht in etwa dem, was du angeblich im Internet gefunden 
hast.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


Angehängte Dateien:

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Stefan F. schrieb:
> Wenn der Operationsverstärker die -10V selbst erzeugen könnte, dann
> bräuchtest du sie nicht.

Doch kann er! Ein OPV vom vierfach OPV-Baustein LM324 oder LM358 kann 
als Rechteckgenerator verwendet werden. Die Diode D1 dient zum starten 
des Rechteckgenerators (Rechteckspannungserzeugung nicht eingezeichnet), 
Sobald die negative Spannung vorhanden ist, hat D1 keine Funktion mehr 
(stört aber auch nicht).

Man kommt bei +10V Versorgungsspannung zwar nur auf etwa -7V, aber 
meistens genügt das ja schon.

von Stefan F. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Ein OPV vom vierfach OPV-Baustein LM324 oder LM358 kann
> als Rechteckgenerator verwendet werden.

Ja, das ist aber garantiert nicht die Schaltung, die der TO im Internet 
gefunden hat.

von Wolfgang (Gast)


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Stefan F. schrieb:
> Um diese Aufgabe zu lösen nimmst du einen Operationsverstärker, der soll
> die -10V erzeugen.
> Wo ist da die Logik?
> Wenn der Operationsverstärker die -10V selbst erzeugen könnte, dann
> bräuchtest du sie nicht.
> Du brauchst einen DC/DC Wandler, um die negative Spannung zu erzeugen.

Wo ist die Logik in deiner Frage?

Ein OP kann nicht gleichzeitig als Oszillator arbeiten und sich damit 
versorgen. Also teilt man die Aufgabe auf zwei OPs auf: Einer mit 
unipolarer Versorgung oszilliert und stellt die negative Spannung für 
den zweiten bereit. Der kann dann bipolar versorgt werden.

von Stefan F. (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Also teilt man die Aufgabe auf zwei OPs auf: Einer mit
> unipolarer Versorgung oszilliert

Wie gesagt

das ist garantiert nicht die Schaltung, die der TO im Internet
gefunden hat.

Beitrag #7254517 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Jens G. (jensig)


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Wolfgang schrieb:
> Ein OP kann nicht gleichzeitig als Oszillator arbeiten und sich damit
> versorgen.

Klar kann er das. Denn die Oszillation läßt sich ja gleich ganz perfekt 
für eine Ladungspumpe nutzen. Aber für andere Zwecke gleichzeitig läßt 
sich diese OPV dann auch nicht mehr nutzen.

von Florian H. (hocketiger2003)


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Adrian A. schrieb:
> Hallo,
>
> ich benötige eine SPannung von -10 V, habe jedoch nur eine
> Spannungsquelle mit 10 V. Daher war mein Ansatz mithilfe eines OPVs die
> Spannung zu invertieren

Am einfachsten geht das mit ´nem Inverter...

Gruß Flo

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