Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik -15V aus 24V?


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von Schmitt T. (schmitt-triggerin)


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Moin,

jemand eine Idee, wo ich -15V für einen OPV herbekommen kann?

Habe insgesamt nur ein 24V-Netzteil zur Verfügung; die Schaltung inkl.
OPV verbraucht max 270mW.

Gibt's da evtl. einen passenden, invertierenden Schaltregler oder
Festspannungsregler?

Schon Mal danke im Voraus!

von H. H. (hhinz)


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von Georg M. (g_m)


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von Obelix X. (obelix)


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Schmitt T. schrieb:
> Gibt's da evtl. einen passenden, invertierenden Schaltregler oder
> Festspannungsregler?

Schon mal diese Begriffe bei Google eingegeben?

von H. H. (hhinz)


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von Andreas B. (bitverdreher)


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Nimm irgendeinen galvanisch getrennten DC/DC Wandler. Den kannst Du dann 
polen wie Du willst.
Oder der, wie von Hinz vorgeschlagen, falls seine Glaskugel richtig 
funktioniert.

von Nils S. (wall-e)


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Je nach Strombedarf reicht auch eine invertierende charge punp.
Z.B. https://www.analog.com/en/parametricsearch/11445#/
Gibt es aber auch von vielen anderen Herstellern.

von H. H. (hhinz)


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Nils S. schrieb:
> invertierende charge punp.

Für so hohe Spannungen exotisch, und daher auch nicht billig.

von Marek N. (db1bmn)


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Virtuelle Masse erzeugen?
https://tangentsoft.com/elec/vgrounds.html

von Harald K. (kirnbichler)


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H. H. schrieb:
> Für so hohe Spannungen exotisch, und daher auch nicht billig.

Wenn 5 V zur Verfügung stehen, kann man zwei LMC7660 kaskadieren 
(https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmc7660.pdf, Seite 8, Figure 16)

: Bearbeitet durch User
von Flip B. (frickelfreak)


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Viele Buck converter eignet sich als Invertierender Schaltregler. Es 
braucht nur wenige teile, der Regler muss zum sauberen startup 
begrenzten D/C oder OCP besitzen sowie die notwendige 
Spannungsfestigkeit.


Jedoch rate ich, falls möglich, die alleinige verwendung der Positiven 
Betriebsspannung. Meistens geht das, auch bei negativen 
Eingangssignalen.

von Harry R. (harry_r2)


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Manche "positiven" Schaltspannungsregler kann man auch zur Erzeugung 
einer negativen Spannung verwenden, indem man Ausgang und Masse 
vertauscht. Da kann der lineare LM78xx nur neidisch schauen 8-)

Edit:  frickelfreak hat quasi gleichzeitig die Innenschaltung gezeigt 
:-)

z.B.  LMO78_15-0.5. Leider ist der nur bis max. 36V "Eingangsspannung" 
zugelassen, was im invertierenden Betrieb (36-15) = +21V bedeutet. Wenn 
du also +15V zur Verfügung hast, würde das passen.

Der LMW78_15-0.5 mit 72V Eingang nennt die Option der negativen 
Ausgangsspannung nicht und ist auch schon recht teuer.

: Bearbeitet durch User
von Nils S. (wall-e)


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So teuer sind die auch nicht. Von Analog gibt es eine invertiernde 
Charge Pump LTC3260 für 9€
Der vorgeschlagene DC-DC-Wandler von Meanwell kostet auch ca. 9€
Die Frage ist eher ob es weitere Anforderungen ( z.B. Baugröße) gibt die 
wir nicht kennen.

von H. H. (hhinz)


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Nils S. schrieb:
> Die Frage ist eher ob es weitere Anforderungen ( z.B. Baugröße) gibt die
> wir nicht kennen.

Oder es sind nur -5V wirklich nötig...

von Marcel V. (mavin)


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Schmitt T. schrieb:
> Habe insgesamt nur ein 24V-Netzteil zur Verfügung; die Schaltung inkl.
> OPV verbraucht max 270mW.
> Gibt's da evtl. einen passenden, invertierenden Schaltregler oder
> Festspannungsregler?

Wenn die gesamte Schaltung nur 270mA benötigt, dann genügen evtl. auch 
nur zwei Dioden als Gleichrichter.

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


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Marcel V. schrieb:
> dann genügen evtl. auch nur zwei Dioden als Gleichrichter.
Die erwähnten 24V sind in der Industrie üblicherweise DC.

H. H. schrieb:
> Oder es sind nur -5V wirklich nötig...
Oder eine negative Spannung ist überhaupt nicht nötig. Ich habe negative 
Spanungen vor 20 Jahren aus meinen Steuerungen eliminert und sie nie 
vermisst.

Schmitt T. schrieb:
> jemand eine Idee
Wie sieht denn die Schaltung aus? Und was soll damit gemacht werden?

von Harald W. (wilhelms)


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H. H. schrieb:

>> invertierende charge punp.
>
> Für so hohe Spannungen exotisch, und daher auch nicht billig.

Ja, "Punpen" waren schon immer selten und exotisch. :-)

von Rainer W. (rawi)


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Schmitt T. schrieb:
> Gibt's da evtl. einen passenden, invertierenden Schaltregler oder
> Festspannungsregler?

Je nach dem, wieviel Strom du auf den -15V benötigst, kannst du 
vielleicht eine Ladungspumpe verwenden.

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


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Rainer W. schrieb:
> Je nach dem, wieviel Strom du auf den -15V benötigst
Nach kurzer Rechnung kommt heraus: max. 270mW/15V = max. 18mA.

von Frank K. (fchk)


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Schmitt T. schrieb:
> Moin,
>
> jemand eine Idee, wo ich -15V für einen OPV herbekommen kann?

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/MAX17579-MAX17580.pdf

Siehe Seite 24 mit dem Serviervorschlag.

fchk

von Alfred B. (alfred_b979)


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Harry R. schrieb:
> im invertierenden Betrieb (36-15)

Das ist der entscheidende Punkt für

Harry R. schrieb:
> Manche "positiven" Schaltspannungsregler kann man auch zur Erzeugung
> einer negativen Spannung verwenden,

>>> indem man Ausgang und Masse vertauscht.

Und zwar nochmal genauer:

Buck/Step-Down wären wie erklärt als "Inverting Buck-Boost"
verwendbar. Dazu muß aber der Buck schon U_ein - (- U_aus)
an Spannungsfestigkeit haben.

Außerdem sinkt auch der gefahrlos entnehmbare Ausgangsstrom
wesentlich unter den bei Step-Down-Betrieb erreichbaren (im
Step-Down-Betrieb quasi ein fester Maximalwert ohne Einfluß
von ÜV/TV, bestimmt hauptsächlich von der Speicherdrossel.

@Buck-Boost(Flyback)-Betrieb: I_aus EXTREM abh. vom ÜV, und
auch bei U_ein = U_aus (ÜV = 1:1; TV = 50%) also im "besten"
Fall nur noch Bruchteile des Stromes als Step-Down/Buck.

Hier (-15V @ nur 18mA) reichte aber sicherlich jeder Buck
für >= (mit Aufschlag) 45VDC (/48VDC) und 0,5A oder so etwas.

Und da man z.B. "48V zu 1.2-36V 1A" Buck-Module sogar auch in 
ultragünstigst wie Sand am Meer finden dürfte, ...

Für ein mal einfach auf 15VDC einstellen, und für länger
könnte man "Poti raus, Festwiderstand rein" machen.

: Bearbeitet durch User
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Schmitt T. schrieb:
> jemand eine Idee, wo ich -15V für einen OPV herbekommen kann?

Falls kein passender gefunden wird, könnte man sich auch einen kleinen 
Sperrwandler aus einem Transistor und selbst bewickeltem Ringkern/ 
Schalenkern aufbauen, wobei das einen beträchtlichen Zeitaufwand 
bedeuten würde.

wie unter 7.1:

https://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap7/Kapitel7.html#7.1

Funktioniert für meine LCD, die negative Kontrastspannung benötigen, 
ganz gut.

mfg

von Michael B. (laberkopp)


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Christian S. schrieb:
> Falls kein passender gefunden wird, könnte man sich auch einen kleinen
> Sperrwandler aus einem Transistor und selbst bewickeltem Ringkern/
> Schalenkern aufbauen

Er möchte einen OpAmp versorgen.

Der mag keine Störungen im Kilohertzbereich wie ihn diese Sperrwandler 
oder ein MC34063 erzeugen. Der will lieber 80kHz oder mehr damit 
Störungen nicht mehr im Verstärkungsbereich liegen und auch durch kleine 
Kondensatoren bzw. CLC Filter wirksam bekämpft werden können.

von Alfred B. (alfred_b979)


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Michael B. schrieb:
> Christian S. schrieb:
>> Falls kein passender gefunden wird, könnte man sich auch einen kleinen
>> Sperrwandler aus einem Transistor und selbst bewickeltem Ringkern/
>> Schalenkern aufbauen
>
> Er möchte einen OpAmp versorgen.
>
> Der mag keine Störungen im Kilohertzbereich wie ihn diese Sperrwandler
> oder ein MC34063 erzeugen. Der will lieber 80kHz oder mehr damit
> Störungen nicht mehr im Verstärkungsbereich liegen und auch durch kleine
> Kondensatoren bzw. CLC Filter wirksam bekämpft werden können.

Das ist ein guter Hinweis.

Ist die jew. Schaltfrequenz relativ niedrig, ist so etwas
zwar auch einfacher/ohne größeren Aufwand selbst auf PCB
zu bringen, aber bei deutlich höherem (Post-)Filteraufwand.


Deswegen hatte ich dafür Nutzung fertiger (Billig-)Module
vorgeschlagen - dummerweise ohne ALLE Fakten zu bedenken
(wg. Deines Hinweises dachte ich endlich dran):

1. Oftmals haben solche Billig-Module niedrigere f_schalt
als man hofft, und manchmal findet man sie nicht anders
heraus als durch den Kauf

2. Leider erhöht sich der Filteraufwand öfter beträchtlich,
wenn der Wandler für vielfach höheren Strom ausgelegt als
zwingend nötig. Und zwar wegen des unterhalb einer best.
Mindestlast bei vielen Modulen (weil von Controller-IC und
Beschaltung so festgelegt) auftretenden "Burst Mode" o. ä.

https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/when-pulses-are-omitted-in-switch-mode-power-supplies.html

Die Folge:
C_aus "wirkt" um_Größenordnungen zu "klein" (Kapazität).

Da der Ripple wg. des Flyback-Betriebs schon weit höher,
als beim Abwärtswandeln, wäre (abh. vom OPV und genauer
Anwendung, aber oft nötig) eher 2STUFIG (RCRC) zu filtern
nötig - was aber auch noch zusätzlich Spannung kostete...
die man halt auf -15V - oder was auch immer genau nötig
wäre ((U_aus + Spannungsfall an der Endstufe) @ I_Last) -
"draufpacken" müßte.

Falls möglich, am besten (sind ja durchaus preisgünstig):

H. H. schrieb:
> https://www.tme.eu/de/details/dpan02b-15/dc-dc-wandler/mean-well/
>
> Sogar gleich +/-15V.

H. H. schrieb:
> Georg M. schrieb:
>> https://www.reichelt.de/wandler-module-dc-dc-c7241.html
>
> Bei Reichelt: RB-2415D


Für Fälle, wo "Buck-Boost aus Buck /Step-Down" leichter
geht bzw. besser paßt (oder falls trotzdem in betracht
gezogen), hier noch 2 nützliche Links, mit ausführlichen
Darlegungen und Berechnungen zu dieser Thematik:

https://www.ti.com/lit/an/slva317b/slva317b.pdf
https://www.ti.com/lit/an/snva856b/snva856b.pdf

: Bearbeitet durch User
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Alfred B. schrieb:
> Das ist ein guter Hinweis.

Nicht, daß noch jemand eine beleuchtete Solarzelle als störungsarme 
DC-Quelle vorschlägt.

mfg

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