DC-freie Wechselspannung aus Batteriespannung

[Axel Schindler (Gast)]

Hallo µC-Gemeinde,

ich versuche für einen mobilen Demonstrator eine DC-freie 
Rechteck-Wechselspannung zu generieren.
Die Frequenz sollte ganz grob im Bereich von 250Hz liegen. Die Spannung 
eines Rechteckpulses bei mindestens 15V also mindestens 30V 
peak-to-peak.

Hiermit soll eine einfache Flüssigkristallzelle mit je einer Elektrode 
auf der Backplane und der Frontplane angesteuert werden. Die nötigen 
Ströme sollten relativ klein sein.

Das ganze möchte ich mit einem ATtiny aufbauen. Über Taster sollen die 
Funktionen An, Aus und Blink sowie die Blinkfrequenz eingestellt werden 
können.

Mein derzeitiger Ansatz ist wie folgt:
2 9V Blöcke in Reihe. Die Logikspannung wird aus 9V über einen 
Festspannungsregler (5V) erzeugt.
Zwei Ausgänge des AVR toggeln gegenphasig.
Das High-signal des ersten Ausgangs wird genutzt um mit zwei MOSFETs die 
Frontplane auf 18V zu legen und die Backplane auf 0V.
Ist der zweite Ausgang high (erster ist dann wieder low) legt dieser 
über zwei weitere MOSFETS die Frontplane auf GND und die Backplane auf 
18V. Um zu verhindern, dass die beiden Transistoren einer Elektrode 
gleichzeitig leiten, könnten die An-Pulse auch leicht verschmälert 
werden.

Was haltet ihr von dieser Schaltung? Gibt es einfachere, integrierte 
Lösungen?

Schon mal vielen Dank für Antworten
Axel

[Matthias (Gast)]

Das was du beschrieben hast nennt man Vollbrücke. Das geht so für deinen 
Zweck. Könntest höchstens intergrierte ICs nehmen. zB L293

[johnny.m (Gast)]

Du brauchst ja wahrscheinlich nur sehr wenig Strom, richtig? Wenn knappe 
+-15V reichen, könntest Du ein CMOS-Exklusiv-ODER-Gatter nehmen. Die 
können mit bis zu 15 V betrieben werden und machen Dir ne schöne 
Wechselspannung am Ausgang. Für LCD-7-Segmenter hab ich die früher immer 
benutzt, als ich noch keine alphanumerischen LCDs eingesetzt hab.

[Hannes L. (hannes)]

Bei Deiner geringen Last reicht da vermutlich auch ein Doppel-OPV.

...

[johnny.m (Gast)]

Ach ja, anstelle des EXOR tuts natürlich im Prinzip auch ein Inverter...

[Hannes L. (hannes)]

johnny.m wrote:
> Ach ja, anstelle des EXOR tuts natürlich im Prinzip auch ein Inverter...

Also 4093, der hat dann auch gleich den Schmitt-Trigger für den 
RC-Taktgenerator mit drin...

Ist mir bei 18V nur etwas dicht an den absolute maximum ratings.

...

[johnny.m (Gast)]

@Hannes:
Naja, ich schrieb ja "Wenn knappe +-15 V reichen...". Er hatte ja oben 
angegeben "mindestens 30 Vpp". Das dürfte dann knapp reichen. Bei 18 V 
geht das natürlich nicht.

Für ne absolut gleichanteilsfreie Rechteckspannung sollte man sowieso 
mit der doppelten Frequenz takten und das Signal über ein 
Toggle-Flip-Flop schicken, damit das Tastverhältnis auch wirklich 
fiftyfifty ist...

[Oliver (Gast)]

Ist evtl. PCF8577 geeignet?

[Axel Schindler (Gast)]

Schonmal vielen Dank für die Antworten. Das zeigt mir, dass ich 
zumindest keinen absoluten Humbug fabriziere. Ich werde mir die 
vorgeschlagenen Bauteile morgen mal genauer anschauen.

Die Ausgangsspannung sollte möglichst hoch sein um eine gute 
Transmission zu erhalten. Die 15V sind wirklich das mindeste. Die 18V 
habe ich mal gewählt weil das mit zwei Batterien noch möglich ist. So 
richtig gut sieht es erst bei 30V (60Vpp) aus. Aber wenn man den 
Vergleich nicht hat sollten auch die 18V ok sein.

Axel

[Philipp B. (philipp_burch)]

Die 30V könntest du auch mit einem Step-Up-Regler (Z.B. MC34063A) aus 
nur einer Zelle generieren. Und dahinter dann halt eine der genannten 
Lösungen.

[mandrake (Gast)]

Wenn ich das richtig lese erzeugst du bis jetzt eine variable
Rechteckspannung mit 0V und 18V.
Um den Gleichanteil zu entfernen benötigt man eigentlich nur eine neue 
virtuelle Masse. In diesem Fall bei 9V (Spannungsteiler oder noch 
einfacher genau zwischen deinen beiden 9V Blöcken). Dann bekommst du ein 
Rechtecksignal ohne Gleichanteil. Jedoch nur noch +/- 9V.
Für höhere Spannungen brauchst du bestimmt einen Schaltwandler. Dann 
kannst du allerdings gleich mit denen eine Bipolare Spannungsquelle 
aufbauen +/-15V
und daran dann deine Brückenschaltung hängen und ansteuern.

Zu den anderen hier vorgeschlagenen Lösungen:

0V..18V -> Gatter => -15V..15V  WUNDERSAME SPANNUNGSVERMEHRUNG

Ich kenne kein Logik-Gatter was mir aus einer unipolaren 18V 
Betriebsspannung eine Ausgangsspannung +/-15V erzeugt. Diese Gatter 
schalten intern ja auch nur zwischen Betriebsspannung und Masse um. Also 
GEHT ALLES NICHT!
Es sei denn diese Bausteine haben einen Spannungswandler integriert. 
Aber normalerweise nicht.

FAZIT: Ohne einen Spannungswandler in welcher Form auch immer wird das 
nicht               Funktionieren. -LEIDER-