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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Step-Down Wandler für negative Spannungen?


Autor: Christian H. (cavorca)
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Hallo,

Ich suche einen Step-Down Regulator der mir aus -xV -5V macht. Kann ich 
da jeden beliebigen Step-Down-Wandler nehmen, der aus +xV +5V machen 
kann und muss nur beim anschließen etwas beachten? Ich konnte keine 
Wandler finden die als negative Wandler angegeben sind. Ich meine jetzt 
nicht inverting-Regulators, die von +xV nach -yV gehen.
Oder habe ich nur nicht genug gesucht und es gibt doch welche, die 
speziell für negative Spannungen ausgelegt sind?

Viele Grüße,
Christian

Autor: Sym (Gast)
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Ja jeder normale +xxV auf +5V Konverter, weil de facto ja die 
Beschaltung absolut ident ist. Dass es zusätzlich am Board noch andere 
Spannungen mit anderem Potential gibt, ist gänzlich egal.

Autor: Christian H. (cavorca)
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Hallo Sym,

Danke für Antwort! Mir ist noch nicht ganz klar, wie ich das ding dann 
beschalten soll. Also dass ich statt +5 einfach -5 dran schalte kann ich 
mir nicht ganz vorstellen, da intern nach dem Eingang direkt ein MOSFET 
als Schalter kommt. Und haben die Dinger nicht auch in der Regel eine 
intrinsische Diode zwischen S und D?
Steht ja auch im Datenblatt: Spannung zwischen GND und IN +4,5V ... +24V 
(Beispielsweise)

An + GND und an GND -xxV kann ich mir auch nicht richtig vorstellen.

Kannst du es mir vielleicht an einem einfachen Step-Down-Regulator mal 
erklären? z.B. dem MAX1837?

Viele Grüße,

Christian

Autor: Albi G. (deralbi)
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es geht nicht um -5 oder +5V. Du musst einfach immer das positivere 
Potenzial als Eingangsspannung bewerten und das negativere Potenzial als 
GND.
Im klartext häng das ding nicht in die  -5V-Leitung, sondern in die 
0V-Leitung...

Autor: Christian H. (cavorca)
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Ok, aber kann ich den Ausgang dann auch so schalten, dass die -5V am 
Ausgang gegen die Masse vom Eingang definiert sind?

Im normalen Betrieb hat man nach außen gesehen ja 3 Anschlüsse, In, GND 
und Out. Und es ist Out - GND = 5V

Wenn ich jetzt an Gnd -5V anschließe und an in 0V, dann ist doch Out-GND 
höchstens zufällig -5V.

Oder verstehe ich irgendwas völlig falsch?

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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Autor: Sym (Gast)
Datum: 20.12.2007 18:07

>Ja jeder normale +xxV auf +5V Konverter, weil de facto ja die
>Beschaltung absolut ident ist. Dass es zusätzlich am Board noch andere
>Spannungen mit anderem Potential gibt, ist gänzlich egal.

Wirklich?

Ich traue der Sache nicht so ganz...

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Wirklich?

>Ich traue der Sache nicht so ganz...

Ja klar, wenn er nur diese negative Spannung will.
Ich bin mir aber fast sicher, dass er gleichzeitig auch positive 
Spannungen verwendet, und dann ist es doch wie bei 78xx und 79xx.

Autor: Christian H. (cavorca)
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Ich verstehe auch nicht ganz warum es funktionieren soll. Ich meine 
damit man wirklich einen negativen Spannungsregler hat muss doch 
allgemein erfüllt sein, dass das positivere Potential des Eingangs und 
das positivere Potential des Ausgangs identisch sind. Ich sehe nicht, 
wie das bei einem "normalen" Buck-Regulator erfüllt sein soll, da ja der 
MOSFET zwischen den positiven Leitungen liegt. Dieser ist hochohmig im 
abgeschalteten zustand und somit kann das Potential doch sehr 
unterschiedlich sein.
Vielleicht verstehe ich aber auch nicht ganz was du meinst, kannst du 
das vielleicht mal in einem Schaltplan verdeutlichen?

Viele Grüße,
Christian

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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Christian Honisch schrieb:

>Ich verstehe auch nicht ...

Zunächst musst Du mal genauer sagen, was Du bauen willst.
Wenn Du nur eine einzige (negative) Ausgangsspannung benötigst (keine 
weiteren, weder positiv noch negativ) gibt es natürlich keine Probleme, 
weil man seine Masse/Bezugspotential immer frei wählen kann. Wenn man 
mehrere Spannungen verwendet (auch positive, oder auch mehrere negative) 
oder wenn aus anderen Gründen die Masse schon festgelegt ist (z.B. 
Verbindung mit anderen Geräten) wird es komplizierter. Es Hängt auch vom 
DC/DC-Konverter ab, es mag wohl völlig potentialfreie geben. Die, die 
ich kenne haben aber immer eine gemeinsame Leitung.

Gruß

Stefan Salewski

Autor: Christian H. (cavorca)
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> Zunächst musst Du mal genauer sagen, was Du bauen willst.
Ok, das ist richtig. Es kommt rein: +6 und -6V. Gebraucht werden: +5V 
1A, -5V 2A. (Das ist jetzt der konkrete Fall, man kann es ohne Step-Down 
sicher auch anders machen, es interessiert mich aber viel mehr allgemein 
wie man aus -xV -5V machen kann.)

Es ist mir klar, dass ich keine Schwierigkeiten habe, wenn ich nur eine 
Spannung habe. Aber so einen Step-Down-Regler würde ich dann nicht 
negativ oder für negative Spannungen geeignet nennen. Einfach aus 
Analogie zu den 78xx und 79xx

Gibt es den für diesen Fall etwas? Also 0V rein mit 0V raus verbunden, 
Ein und Ausgang negativ.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Das geht mit fast jedem Regler, man muss diesen nur richtig beschalten, 
was oft etwas merkwürdig aussieht.
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN920-D.PDF
Figure 25

Das Problem ist häufig nur die Rückkopplung, da die meisten ICs diese 
Spannung gegen die interne Masse messen. Und die interne Masse muss 
meist die negativste Spannung, in diesem Fall also die Eingangsspannung 
sein.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Ok, das ist richtig. Es kommt rein: +6 und -6V. Gebraucht werden: +5V
>1A, -5V 2A. (Das ist jetzt der konkrete Fall, man kann es ohne Step-Down
>sicher auch anders machen, es interessiert mich aber viel mehr allgemein
>wie man aus -xV -5V machen kann.)

So etwas hatte ich mir schon gedacht, auch wenn Du es anfangs leider 
nicht ausdrücklich geschrieben hast.

Mit einem x-beliebigen Wandler wird es nicht funktionieren -- so wie es 
mit zwei 7805 auch nicht funktionieren würde.

Ob es geeignete DC/DC-Wandler gibt weiss ich nicht. Vermutlich schon -- 
spezielle Typen...

Wenn Du Schaltregler nehmen willst kannst Du natürlich auch einen 
invertierenden Regler nehmen, dann benötigst Du nur eine (positive) 
Urspannung. Wenn Du aber +- 6V hast, würde ich Linearregler nehmen. Gut, 
20 % Verlust. Aber Schaltregler erreichen auch nur über 80% 
Wirkungsgrad, wenn man auch alles perfekt aufbaut, mit den optimalen 
Komponenten. Und Schaltregler ist mehr Aufwand und die Ausgangsspannung 
ist nicht so schön glatt.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Figure 25

Interessant -- kannte ich nicht.

Autor: Christian H. (cavorca)
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@ Benedikt:
Sowas habe ich gesucht. Danke! Allerdings weiß ich nicht ob ich das 
schon auf andere Regler verallgemeinern kann. Hast Du vielleicht noch 
weitere Literatur zu dem Thema?


@ Stefan Salewski:
> So etwas hatte ich mir schon gedacht, auch wenn Du es anfangs leider
> nicht ausdrücklich geschrieben hast.
Ich dachte das wäre mit dem Satz, dass ich einen negativen Regler suche 
klar geworden. Naja, so ist das wenn man an seinem Problem am tüfteln 
ist. Man merkt nicht was man alles vergisst zu erklären.

> Wenn Du Schaltregler nehmen willst kannst Du natürlich auch einen
> invertierenden Regler nehmen, dann benötigst Du nur eine (positive)
> Urspannung.
Ich konnte keine Typen finden die mehr als 1A liefern. Und das wäre in 
diesem konkreten Fall Voraussetzung.


> Wenn Du aber +- 6V hast, würde ich Linearregler nehmen. Gut,
> 20 % Verlust. Aber Schaltregler erreichen auch nur über 80%
> Wirkungsgrad, wenn man auch alles perfekt aufbaut, mit den optimalen
> Komponenten. Und Schaltregler ist mehr Aufwand und die Ausgangsspannung
> ist nicht so schön glatt.
Wie gesagt, es geht mir auch ehr drum das allgemein zu verstehen was man 
mit den Dingern machen kann und wie, als es in diesem konkreten Fall 
wirklich noch anzuwenden.


Viele Grüße,
Christian

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