Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik +-5V mit Fertigmodul aus LiIon 3,7V


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Daniel C. (dan1el)


Lesenswert?

Hallo,

ich möchte für ein Bastelprojekt aus einer LiIon-Zelle (3,7V) eine 
symmetrische Spannung erzeugen. Sie sollte irgendwo im Bereich zwischen 
+-5V und +-9V liegen. Es sollen ein paar Operationsverstärker versorgt 
werden, ein Strom von 100mA aufwärts sollte passen.

Gibt es dafür fertige Module (eventuell schon mit BMS) z.B. bei der 
Bucht oder Ali?

Oder muss man jeweils ein Modul für die positive und ein Modul für die 
negative Spannung kombinieren (und der LiIonzelle noch ein extra 
BMS-Modul spendieren)?

Beitrag #7742233 wurde vom Autor gelöscht.
von Hardy F. (hflor)


Lesenswert?

Es gibt schon lange isolierte DC-DC Wandler. Die sind einfach zu 
verwenden…

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


Lesenswert?

Daniel C. schrieb:
> Es sollen ein paar Operationsverstärker versorgt werden
Was sollen die machen?

Warum reichen für die Aufgabe nicht eine unipolare Versorgung und ein 
paar low voltage rail2rail OPs?

Die LMV3xxA OPs laufen z.B. ganz ohne Spannungsregler direkt am Li-Akku:
- https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmv321a.pdf

: Bearbeitet durch Moderator
von Vanye R. (vanye_rijan)


Lesenswert?

> Warum reichen für die Aufgabe nicht eine unipolare Versorgung und ein
> paar low voltage rail2rail OPs?

Und auch wenn sie nicht reichen, reicht es oft einen R2R OPV mit 3.7V 
und -1V zu betreiben und nur den Bereich 0-2.5V zu nutzen.

Vanye

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Daniel C. schrieb:
> Gibt es dafür fertige Module

Ja.

https://www.ebay.de/itm/276436282085

von Manfred P. (pruckelfred)


Lesenswert?

Daniel C. schrieb:
> Es sollen ein paar Operationsverstärker versorgt
> werden, ein Strom von 100mA aufwärts sollte passen.
>
> Gibt es dafür fertige Module (eventuell schon mit BMS) z.B. bei der
> Bucht oder Ali?

Es soll also nichts kosten?

Es gibt billige Platinchen, die mehr oder weniger schlechte 5Volt 
liefern. Zwei Li-Akkus und zwei dieser Platinen. Es wird unhandlich weil 
dann beide Akkus plus Wandler galvanisch getrennt aufgebaut und getrennt 
geladen werden müssten.

Niemand weiß, wie (un)sauber die Spannung ist und die Schaltung stört.
Gibt es von Murata oder Traco auch in vernünftig, aber nicht für 1,50€.

Man darf auch über die Verluste / Eigenverbrauch der Wandler nachdenken, 
also eine kritische Idee.

Vielleicht gibt es sinnvollere Lösungen:

Lothar M. schrieb:
> Was sollen die machen?
>
> Warum reichen für die Aufgabe nicht eine unipolare Versorgung und ein
> paar low voltage rail2rail OPs?

Michael B. schrieb:
>> Gibt es dafür fertige Module
> Ja.
> https://www.ebay.de/itm/276436282085

Wieviel Volt Störspannun am Ausgang?

Beitrag #7742351 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7742353 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Daniel C. (dan1el)


Lesenswert?

Danke für die Antworten! (die sachdienlich sind)

Die OPs sind NE5534 und TL071. Ich möchte hier ohne virtuelle Masse 
arbeiten.


Michael B. schrieb:
> Daniel C. schrieb:
>> Gibt es dafür fertige Module
>
> Ja.
>
> https://www.ebay.de/itm/276436282085

Vielen Dank Michael, das klingt sehr gut! Die werde ich testen und dann 
hier berichten.

Beitrag #7742361 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7742363 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7742365 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7742366 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Manfred P. (pruckelfred)


Lesenswert?

Daniel C. schrieb:
> Die OPs sind NE5534 und TL071. Ich möchte hier ohne virtuelle Masse
> arbeiten.

Das sind beides OPs mit sehr guten Audioeigenschaften, die ich aber kaum 
an einem 1,20 €uro China-Schaltregler betreiben würde.

Nochmal

Lothar M. schrieb:
> Daniel C. schrieb:
>> Es sollen ein paar Operationsverstärker versorgt werden
> Was sollen die machen?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Lesenswert?

Daniel C. schrieb:
> ein Strom von 100mA aufwärts sollte passen.

Wie hoch ist der Ruhestrom?

Wie hoch sind die Stromspitzen, bzw. kann mit Glättungskondensatoren die 
Peakleistung deutlich reduziert werden?

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Dieter D. schrieb:
> Daniel C. schrieb:
>> ein Strom von 100mA aufwärts sollte passen.

> Wie hoch sind die Stromspitzen, bzw. kann mit Glättungskondensatoren die
> Peakleistung deutlich reduziert werden?

Ein Kondensator kann die Spitzen abfangen. Wie aber soll er die 
Peakleistung reduzieren? Und wie kommst Du darauf das es Peakleistung 
gibt die abgefangen werden muss?

: Bearbeitet durch User
von Gerald B. (gerald_b)


Lesenswert?

+5V sind einfach. Dort eine Ladungspumpe (ICL7660 o.ä.) dran und du hast 
zusätzlich deine negative Spannung.
Je nachdem, wie störempfindlich das Ganze ist, die  Ausgangsspannungen 
dann noch mit LC Filtern säubern. Auch am Eingang kann ein low ESR Elko 
nicht schaden, denn Störungen, die erst garnicht erzeugt werden, sind 
die besten Störungen ;-)

von Obelix X. (obelix)


Lesenswert?

Daniel C. schrieb:
> Danke für die Antworten! (die sachdienlich sind)
>
> Die OPs sind NE5534 und TL071. Ich möchte hier ohne virtuelle Masse
> arbeiten.
>
> Michael B. schrieb:
>> Daniel C. schrieb:
>>> Gibt es dafür fertige Module
>>
>> Ja.
>>
>> https://www.ebay.de/itm/276436282085
>
> Vielen Dank Michael, das klingt sehr gut! Die werde ich testen und dann
> hier berichten.

LOL :-D

Schau dir die Platine mal genauer an.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Lesenswert?


Beitrag #7742591 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Der SDB628 schaltet mit 1,2 MHz, das sollte auch für Audio nicht mehr 
stören. Zu der Dual-Spannungserzeugung finde ich keinen Schaltplan, aber 
da sitzen vier Dioden an den Ausgängen, das wird einfach zweimal 
gleichgerichtet.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


Lesenswert?


von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Lesenswert?

Christoph db1uq K. schrieb:
> Der SDB628 schaltet mit 1,2 MHz, das sollte auch für Audio nicht mehr
> stören.

Daniel, wenn Du das Glueck haben solltest, dass Deine Schaltung mit OP 
die negative Spannungsquelle nur mit 1/10 der positiven belastet, 
koenntest Du noch an der Speicherspule eine einfache Ergaenzung parallel 
haengen.

Als Schutz fuer den Akku spendiere ein Modul TP4056 mit DW01 zwischen 
Akku und Deinem Geraet. Billiger und einfacher bekommst Du das fertig 
nicht. Es gibt auch Module, da ist die USB-Buchse zum Laden bereits 
dabei.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Lesenswert?

Da sind überall nur drei Dioden gezeigt, hier sind es vier.
https://i.ebayimg.com/images/g/SOUAAOSwbzVmJzdl/s-l1600.webp
Egal, die zwei für Plus liegen hintereinander, eine Diodenstrecke mehr.

von Vanye R. (vanye_rijan)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ich verwende das hier als versorgung fuer einen kleinen 
Kopfhoererverstaerker auf Basis eines NE5532. Funktioniert gut.

Vanye

von Daniel C. (dan1el)


Lesenswert?

Christoph db1uq K. schrieb:
> Der SDB628 schaltet mit 1,2 MHz, das sollte auch für Audio nicht mehr
> stören. Zu der Dual-Spannungserzeugung finde ich keinen Schaltplan, aber
> da sitzen vier Dioden an den Ausgängen, das wird einfach zweimal
> gleichgerichtet.

Kann man daraus ableiten, dass bei dem Teil hier
https://www.ebay.de/itm/276436282085
letztlich nur eine der beiden Ausgangsspannungen geregelt wird?
(wahrscheinlich die positive U)


Dieter D. schrieb:
> Daniel, wenn Du das Glueck haben solltest, dass Deine Schaltung mit OP
> die negative Spannungsquelle nur mit 1/10 der positiven belastet,
> koenntest Du noch an der Speicherspule eine einfache Ergaenzung parallel
> haengen.
Das kommt wahrscheinlich nicht hin, beide Zweige haben einen ähnlichen 
(wenn auch nicht gleichen) Verbrauch.
Meinst du damit, dass man mit einer umgepolten Diode zusätzlich eine 
invertierte Spannung erzeugen kann?

> Als Schutz fuer den Akku spendiere ein Modul TP4056 mit DW01 zwischen
> Akku und Deinem Geraet.
Schutzmodule habe ich hier, danke für den Hinweis.


Gerald B. schrieb:
> +5V sind einfach. Dort eine Ladungspumpe (ICL7660 o.ä.) dran und du hast
> zusätzlich deine negative Spannung.
Das könnte man überlegen, wenn es auch ein bisschen unhandlicher als 
eine Ein-Modul-Lösung ist.
3,7V-LiIon-nach-5V-Module habe ich hier. Pro Modul sitzt ein 6-beiniges 
IC mit dem Aufdruck 4X-NXH . Ob man so eins umstricken kann, dass es 
geregelte -5V ausgibt?

Ansonsten habe ich noch SX1308 Boost Converter ICs.
https://www.makershop.de/download/SX1308.pdf
Die können aber anscheinend auch nur positive Ausgangsspannungen.

von Εrnst B. (ernst)


Lesenswert?

Daniel C. schrieb:
> Ob man so eins umstricken kann, dass es
> geregelte -5V ausgibt?

Warum willst du die -5V regeln? Ich denke du willst eine OpAmp Schaltung 
betreiben?
Weder den NE5534 noch den TL071 juckt es, ob da jetzt -5V, -6V oder -7V 
rauskommen...

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)



Lesenswert?

Wenn die Schaltung nur sehr wenig den negativen Spannungsausgang 
belastet und ein paar zehntel Volt schwanken darf - Quick and Dirty:

Kommt man vielleicht mit der kleinen Ergänzung beim StepUp aus.

Bei einem anderen Fall, war so eine Spule verbaut. Die bekam dann außen 
herum noch eine Sekundärwicklung für die negative Spannung.

Bessere Lösungen wurden von anderen bereits genannt.

Beitrag #7743834 wurde von einem Moderator gelöscht.
von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

Daniel C. schrieb:
> Kann man daraus ableiten, dass bei dem Teil hier
> https://www.ebay.de/itm/276436282085
> letztlich nur eine der beiden Ausgangsspannungen geregelt wird?
> (wahrscheinlich die positive U)

Ja, so ist es.

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

Jörg R. schrieb im Beitrag #7743834:
> Weshalb ignorierst Du ihn nicht

tue ich doch öfter als du

Jörg R. schrieb im Beitrag #7743834:
> Mit welcher Begründung?

meist ist er OT und oft mit Politikbezügen, beides nicht im Sinne der 
Forenregeln.

Jörg R. schrieb im Beitrag #7743834:
> PS: Du schreibst doch selbst oft genug in Threads

klar bin ich auch nicht perfekt und mache Fehler, mal muß ich dem 
größten Blödsinn widersprechen, oft genug kann ich mich auch 
beherrschen, nur eben nicht immer.

von Martin L. (makersting)


Lesenswert?

Vanye R. schrieb:
> Ich verwende das hier als versorgung fuer einen kleinen
> Kopfhoererverstaerker

Die Schaltung interessiert mich. Welche Werte haben L2 und L3?

von Daniel C. (dan1el)


Lesenswert?

Joachim B. schrieb:
> oft genug kann ich mich auch
> beherrschen, nur eben nicht immer.

Das ist oft auch eine echte Gradwanderung, ob man auf solche Störer 
eingehen soll oder nicht. Schweigen könnte der Störenfried (und auch ein 
späterer Leser des Beitrags) als Zustimmung deuten, das Darauf-Eingehen 
als Anstachelung zu weiterem Blödsinn.

von Daniel C. (dan1el)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Habe übers Wochenende die Schaltung im Anhang aufgebaut, die gut zu 
funktionieren scheint (eine gründliche Prüfung steht aber noch aus).

Dem gekauften Boost-Modul für +5V out angebaut habe ich die Schaltung in 
dem grünen Rechteck. Die so gewonnene negative Ausgangsspannung beträgt 
-4,7V.
Der IC auf dem Modul ist mit "E50D" beschriftet, falls das von Interesse 
sein sollte.

Vielen Dank an alle Poster mit konstruktiven Beiträgen!

Wenn bei einer ausgiebigen Prüfung noch irgendetwas auffallen sollte, 
poste ich es hier.

von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

Daniel C. schrieb:
> "E50D"

Wird der BL8530 von Shanghai Belling sein.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Daniel C. schrieb:
> Die so gewonnene negative Ausgangsspannung beträgt -4,7V.

Wenn du aus der SS14 zwei SS14 in Reihe oder eine ES1A(L) machst, werden 
es 5V sein.

von Daniel C. (dan1el)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> Wird der BL8530 von Shanghai Belling sein.

Der wird es sein, Danke für den Hinweis!
https://www.shotech.de/Datasheet/Shanghai_Belling/BL8530_en.pdf

von Daniel C. (dan1el)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Daniel C. schrieb:
>> Die so gewonnene negative Ausgangsspannung beträgt -4,7V.
>
> Wenn du aus der SS14 zwei SS14 in Reihe oder eine ES1A(L) machst, werden
> es 5V sein.

Also einfach hier in dem Schaltbild die Schottky-Diode SS14 gegen eine 
Diode mit größerer Schwellspannung tauschen?
https://www.mikrocontroller.net/attachment/647212/negative_voltage_from_boost_converter.jpg

Die ES1A habe ich nicht hier, sie hat lt. Datenblatt eine 
Schwellspannung von 0,95V.
https://eu.mouser.com/datasheet/2/447/ES1_1-3216306.pdf

Ich könnte der SS14 aber eine 1N4148 in Reihe zuschalten, dann landet 
man auch ungefähr bei 1V (vielleicht reicht auch schon eine 1N4148 ohne 
die SS14).

von Daniel C. (dan1el)



Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Wenn du aus der SS14 zwei SS14 in Reihe oder eine ES1A(L) machst, werden
> es 5V sein.

Habe die SS14 durch eine 1N4148 ersetzt, nun ist die negative 
Ausgangsspannung von -4,7V auf -5,2V ins Negative gestiegen, Danke für 
den coolen Tipp!

Näheres siehe Schaltbild im Anhang.

von Stephan C. (stephan_c)


Lesenswert?

Christoph db1uq K. schrieb:
> Der SDB628 schaltet mit 1,2 MHz, das sollte auch für Audio nicht mehr
> stören. Zu der Dual-Spannungserzeugung finde ich keinen Schaltplan, aber
> da sitzen vier Dioden an den Ausgängen, das wird einfach zweimal
> gleichgerichtet.

Der Regler geht bei niedriger Belastung in den PFM Modus und dann weißt 
du nicht mehr, mit welcher Frequenz er schaltet. Steht jedenfalls nicht 
im Datenblatt, was die untere Schaltfrequenz ist.

"The SDB628 features automatic shifting to pulse frequency modulation 
mode at light loads."

von Daniel C. (dan1el)


Lesenswert?

Kurze Zwischenbilanz.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/647645/negative_voltage_from_boost_converter__-5V_BL8530_E50D.jpg
Die Schaltung hier zeigt folgende Auffälligkeiten:

1. Wenn man einen TL071 anschließt, bricht die negative 
Versorgungsspannung von -5V auf -4V ein (bei über einen 10k-R 
kurzgeschlossenem Eingang, also ohne, dass der OP Signale verarbeitet). 
Die +5V bleiben stabil (geregelt).

2. Man hört leise, quietschige Störgeräusche, die wahrscheinlich vom 
DC-Regler kommen, eventuell hilft bessere Abblockung (derzeit 
Steckbrettaufbau mit relativ kleinen Abblock-Cs).

Beitrag #7751706 wurde vom Autor gelöscht.
von Maxim B. (max182)


Lesenswert?

Ich würde TEC2 oder TEC3 von TRACO nehmen. Z.B. TEC 3-1221WI gibt 
+-5Volt je 300 mA, TEC 2-1221WI gibt +-5Volt je 200 mA. Und sogar 
isoliert. Vin sollte allerdings mindestens 4,5 Volt sein, deshalb wird 
noch eine Stufe am Eingang notwendig. Die kann aber sehr einfach sein, 
z.B. mit LT1300 oder TPS613222A usw.

Manfred P. schrieb:
> Daniel C. schrieb:
>> Die OPs sind NE5534 und TL071. Ich möchte hier ohne virtuelle Masse
>> arbeiten.
>
> Das sind beides OPs mit sehr guten Audioeigenschaften, die ich aber kaum
> an einem 1,20 €uro China-Schaltregler betreiben würde.

Die sind schon etwas verältert. Ich würde lieber OPA1677 oder auch 
OPA1656 nehmen, die gibt es bei Mouser.

: Bearbeitet durch User
von Peter G. (metalfranke)


Lesenswert?

Hallo,

ich hab mir schöne kleine TPS65131 Module von Ali geholt, kosten nicht 
ganz 8€. Die gibt's mit +-9V und ausreichend Strom.

Hier ein Link zum Schaltregler:
https://www.ti.com/product/de-de/TPS65131


Gruß Peter

von Maxim B. (max182)


Lesenswert?

Peter G. schrieb:
> ich hab mir schöne kleine TPS65131 Module

VQFN-24 ??? Lieber gleich sterben :)
Wäre das etwas, was man löten kann, dann könnte das gut sein... Zwar 
haben TEC2 noch Isolation...

: Bearbeitet durch User
von Peter G. (metalfranke)


Lesenswert?

Die gibts hier vom Chinamann fertig aufgelötet ;-)

https://a.aliexpress.com/_EGzFZkD

von Maxim B. (max182)


Lesenswert?

Peter G. schrieb:
> Die gibts hier vom Chinamann fertig aufgelötet ;-)
>
> https://a.aliexpress.com/_EGzFZkD

Danke! Ich habe Modul auch in Ebay gefunden. Ich möchte das auch mal 
ausprobieren. Das ist gerade interessant für mich, von 1x LiON oder von 
3x AA einen Linienverstärker zu speisen...

von Maxim B. (max182)


Lesenswert?

Drei China-Platinen mit TPS65131 habe ich gestern bekommen. Ich habe 
Version für +-12 Volt bestellt. Nun möchte ich eine Platine davon 
gründlich testen. Leider habe ich Zeit dafür eher erst nach 
Weihnachten... Klingt aber schön: Vin 2,7...5,5 V, das ist genau 3x AA 
oder 1x LiON.

Natürlich braucht jede vernünftige Verwendung mit angegebenen 
"Ausgangswelligkeit: besser als 60 mV" zusätzlich noch LC-Filter (bei 
Schaltfrequenz über 1 MHz sicher kein Problem), trotzdem könnte das eine 
gute Lösung für ein paar OV werden... AUf der Platine kann man schon je 
eine kleine Drossel pro Kanal sehen, aber die sind sehr klein, 
vielleicht ein paar uH oder auch weniger.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.