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Esel

05.08.2011,
13:24
 

Ladungspumpe: Grundfragen (Elektronik)

Hallo liebes ElKo,

zuerst kurz mein Vorhaben:

Ich habe zuhause ein 60V DC Relais rumfliegen, vor ein paar Tagen ist es zufällig in meine Hände gekommen. Nun wollte ich schauen, ob es noch seinen Dienst erledigt.

Da ich aber keine 60V DC Versorgung habe, dachte ich zuerst an einen Step-Up Converter, da ich allerdings damit dann nur das Relais teste, ist das mir zu aufwändig.

Dann fand ich den Ansatz einer Ladungspumpe, der ja quasi fast wie eine Spannungsverfielfachter Schaltung aussieht. Ich habe einen Bleiakku der ca 12V Klemmspannung hat, das würden ja 5 Stufen sein.

Allerdings kamen dann einige Grundfragen auf:

1. Mit welcher Frequenzart/höhe speise ich den die Kondensatoren, die man mit der Frequenz speist? Ist das DC Rechteck / AC Rechteck?? Wie hoch liegen da überlicherweise die Frequenzen?

2. Die Kondensatoren die mit der Frequenz gespiesen werden, kann man auch HF Elkos verwenden? Oder müssen das prinzip bedingt bipolare Kondensatoren sein.

3. Welche Spannungshöhe muss das Frequenz Signal haben, muss dass in der Höhe der Versorgungsspannung sein?

4. Wie Stabil sieht so eine Spannung aus, eignet sich eine Ladungspumpe für ein kleines 60V DC Relais?(Da stand was von 1,xxx W drauf, ist aber leider ziemlich verschmiert).

Herzliche Grüße
Esel

gast

05.08.2011,
17:59

@ Esel

Ladungspumpe: Grundfragen

» Dann fand ich den Ansatz einer Ladungspumpe, der ja quasi fast wie eine
» Spannungsverfielfachter Schaltung aussieht. Ich habe einen Bleiakku der ca
» 12V Klemmspannung hat, das würden ja 5 Stufen sein.
Die Dioden nicht vergessen, aber die paar Volt werden wohl nicht stören.
»
» Allerdings kamen dann einige Grundfragen auf:
»
» 1. Mit welcher Frequenzart/höhe speise ich den die Kondensatoren, die man
» mit der Frequenz speist? Ist das DC Rechteck / AC Rechteck??
Das ist egal, es geht auch noch mit Sinus.
Wie hoch
» liegen da überlicherweise die Frequenzen?
Je höher, desto besser.:-D
»
» 2. Die Kondensatoren die mit der Frequenz gespiesen werden, kann man auch
» HF Elkos verwenden? Oder müssen das prinzip bedingt bipolare Kondensatoren
» sein.

Welche das sein sollen, hängt z.B. von der Schaltung ab.
» 3. Welche Spannungshöhe muss das Frequenz Signal haben, muss dass in der
» Höhe der Versorgungsspannung sein?
Macht Sinn.:-)
»
» 4. Wie Stabil sieht so eine Spannung aus, eignet sich eine Ladungspumpe
» für ein kleines 60V DC Relais?(Da stand was von 1,xxx W drauf, ist aber
» leider ziemlich verschmiert).

Ist wohl machbar, einem Relais stört etwas ripple wohl nicht.:-)

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
05.08.2011,
18:15

@ Esel

Ladungspumpe: Grundfragen

'gast' hat Dir schon im Sinne Deiner Frage geantwortet.

Jetzt noch mit Spannungsvervielfacher mit Dioden und Elkos. Hast Du einen Trafo mit einer Sekundärspannung von einigen VoltAC (nicht zu niedrig, wegen den Diodenschwellenspannungen) und genuegend Dioden und Elkos herumliegen?

Die Groesse der Elko-Kapazitäten richten sich nach dem Relais-Spulenstrom. Wie hoch ist der?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Esel

05.08.2011,
18:41

@ schaerer

Ladungspumpe: Grundfragen

Hallo Thomas,

Wie gesagt das Relais ist ziemlich alt und verschmiert, da steht was von 1,xxxx Watt. Könnte auch eine 2 bei näherer Betrachtung.

Ich habe einen trafo rumliegen mit 2x12V AC.


Gruesse Esel

Esel

05.08.2011,
18:48

@ schaerer

Ladungspumpe: Grundfragen

Hallo Thomas(wieder),

wo du das gerade ansprichst... darauf hätte ich ja selber kommen können, hab ja schonmal ne HV Kaskade gebaut...

Warum einfach wenns auch kompliziert geht...

Aber für ne Villard Kaskade kann man doch keine Elkos nehmen oder?!

Ich hab meine HV Kaskade mit Impuls Folien Kondensatoren aufgebaut.

Aber reichen die Kapazitäten von ein paar nF für das Relais?

Grüße Esel

x y

05.08.2011,
19:13

@ Esel

Ladungspumpe: Grundfragen

» Ich habe einen trafo rumliegen mit 2x12V AC.

Delon-Schaltung

x y

05.08.2011,
19:13

@ Esel

Ladungspumpe: Grundfragen

» Aber für ne Villard Kaskade kann man doch keine Elkos nehmen oder?!

Doch, man kann.

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
05.08.2011,
19:20

@ Esel

Maxim-IC

hi,

hier hast ein Beispiel:
http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/4417

gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
05.08.2011,
19:24

@ Esel

Ladungspumpe: Grundfragen

Hallo Esel, :-( :-|

» Hallo Thomas(wieder),
»
» wo du das gerade ansprichst... darauf hätte ich ja selber kommen können,
» hab ja schonmal ne HV Kaskade gebaut...
»
» Warum einfach wenns auch kompliziert geht...

So ist es. ;-)

»
» Aber für ne Villard Kaskade kann man doch keine Elkos nehmen oder?!

Doch natuerlich.
Siehe hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0604161.htm
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0604171.htm
Das Pluszeichen ist jeweils die Anode des Elkos.

» Aber reichen die Kapazitäten von ein paar nF für das Relais?

Das genügt niemals. Du sagst ein altes 60VDC-Relais und nehmen wir mal an, dass diese Klapperatismus 1 Watt frisst, dann fliesst ein Strom von 17 mA.

Das kannst Du ja vor dem Test herausfinden, in den Du die Relaisspule mit dem Ohmmeter eines Multimeters ausmisst.

Wenn man nach der Ueber-den-Daumen-Peil-Methode ein Netzteil mit Brueckengleichrichter (pulsierende DC-Spannung = 100 Hz) dimensioniert, wählt man ein Glättungselko mit etwa 3000 uF/A.

Bei Einweg-Gleichrichtung sind es 6000 uF/A. Ein Spannunsvervielfacher entspricht ungefähr einem Einweggleichrichter. Bei einem Relaisstrom von 17 mA brauchst Du Elkos mit 6 uF/mA * 17 mA = 102 uF

Nimm also mindestens Elkos mit 100 uF.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

x y

05.08.2011,
19:28

@ schaerer

Ladungspumpe: Grundfragen

» http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0604161.htm
» http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0604171.htm

Da fehlt die Verpolungsschutzdiode parallel zum ersten Elko.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
10.08.2011,
19:01

@ x y

Der ominöse erste Elko... (Ladungspumpe: Grundfragen)

» » http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0604161.htm
» » http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0604171.htm
»
» Da fehlt die Verpolungsschutzdiode parallel zum ersten Elko.

Du hast recht, aber trotzdem, das habe ich bisher noch gar nie gesehen. Ich habe in GOOGLE-Bild gesucht und nix gefunden. Erstaunlich. Ich habe es experimentell getestet.

Wenn man C1 doppelt so hoch wie C2 beim Spannungsverdoppler wählt, passiert es erst bei bei massiver Ueberlastung. Es passiert aber fast immer ganz kurz beim Einschalten, naemlich dann wenn man zufällig bei Sinus-Maximum einschaltet, weil dann der Ladestrom kurzzeitig sehr hoch ist.

Irgendwie blicke ich noch nicht ganz durch. Es wäre nett, wenn Du das in wenigen Worten klar zum Ausdruck bringen kannst.

Dann wäre es gut, dies dem ELKO-Patrick fuer die entsprechenen Grundkurse mitzuteilen, damit alle davon profitieren.

Wenn Du willst, kann ich das dann machen und erwaehne natürlich, dass das Dein Beitrag ist.

--
Gruss
Thomas

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https://tinyurl.com/fumtu5z9

x y

10.08.2011,
19:11

@ schaerer

Der ominöse erste Elko... (Ladungspumpe: Grundfragen)

» Wenn man C1 doppelt so hoch wie C2 beim Spannungsverdoppler wählt,
» passiert es erst bei bei massiver Ueberlastung. Es passiert aber fast
» immer ganz kurz beim Einschalten, naemlich dann wenn man zufällig bei
» Sinus-Maximum einschaltet, weil dann der Ladestrom kurzzeitig sehr hoch
» ist.

Das Problem tritt immer dann auf wenn man bei entladenen Kondensatoren mit der positiven Halbwelle startet.

Ist doch offensichtlich. ;-)

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
10.08.2011,
22:10

@ x y

Der ominöse erste Elko und der Triggersatz von XY.

» » Wenn man C1 doppelt so hoch wie C2 beim Spannungsverdoppler wählt,
» » passiert es erst bei bei massiver Ueberlastung. Es passiert aber fast
» » immer ganz kurz beim Einschalten, naemlich dann wenn man zufällig bei
» » Sinus-Maximum einschaltet, weil dann der Ladestrom kurzzeitig sehr hoch
» » ist.
»
» Das Problem tritt immer dann auf wenn man bei entladenen Kondensatoren mit
» der positiven Halbwelle startet.
»
» Ist doch offensichtlich. ;-)

Ja, tatsächlich. Was schon ein einziger richtiger Satz bewirken kann...



Jetzt aber noch eine Frage: Wo hast Du die Spannungsverdopplerschaltung mit Zusatzdiode schon gesehen?

--
Gruss
Thomas

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Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

x y

10.08.2011,
23:18

@ schaerer

Der ominöse erste Elko und der Triggersatz von XY.

» Jetzt aber noch eine Frage: Wo hast Du die Spannungsverdopplerschaltung
» mit Zusatzdiode schon gesehen?

Das erste mal im Vorlesungsmanuskript meines Doktorvaters. Sie war versehentlich falsch herum eingezeichnet, was über Jahre niemandem aufgefallen war.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
11.08.2011,
07:53

@ x y

Der ominöse erste Elko und der Triggersatz von XY.

» » Jetzt aber noch eine Frage: Wo hast Du die Spannungsverdopplerschaltung
» » mit Zusatzdiode schon gesehen?
»
» Das erste mal im Vorlesungsmanuskript meines Doktorvaters. Sie war
» versehentlich falsch herum eingezeichnet, was über Jahre niemandem
» aufgefallen war.



Das bedeutet allerdings, dass diese Schaltung über Jahre auch niemand nachgebaut hatte, weil die verkehrte D3 mit D1 bei der negativen Halbwelle einen Kurzschluss herbeiführt und das wäre bestimmt aufgefallen. :lookaround:

Du sagst das erste mal. Wie oft hast Du sie aber sonst noch gesehen und weisst Du vielleicht noch wo?

Eigentlich wäre es interessant in professionelle Schaltungen, die im Verkauf waren oder sind, reinzugucken, ob diese D3 fehlt, weil die hätten es ja merken müssen, wenn es immer wiedermal vorkommt, dass Geräte zur Reparatur eingesendet werden und sich immer wieder der selbe Fehler, ein kaputter C1, herausstellt. :lookaround:

--
Gruss
Thomas

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x y

11.08.2011,
08:12

@ schaerer

Der ominöse erste Elko und der Triggersatz von XY.

» Du sagst das erste mal. Wie oft hast Du sie aber sonst noch gesehen und
» weisst Du vielleicht noch wo?

Eigentlich nur noch einmal, und zwar in einem Gitarrenverstärker mit eingebautem kleinen Mischpult. Der Mikrofonanschluss hatte Phantomspeisung, und die dazu nötigen 48V wurden über eine Villardschaltung erzeugt.


» Eigentlich wäre es interessant in professionelle Schaltungen, die im
» Verkauf waren oder sind, reinzugucken, ob diese D3 fehlt, weil die hätten
» es ja merken müssen, wenn es immer wiedermal vorkommt, dass Geräte zur
» Reparatur eingesendet werden und sich immer wieder der selbe Fehler, ein
» kaputter C1, herausstellt. :lookaround:

Die Diode war im Layout nicht vorgesehen, sondern offensichtlich nachträglich, aber in Serie, eingebaut. Honi soit qui mal y pense.