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enton(R)

13.06.2018,
10:20
 

Rampengenerator gesucht (Elektronik)

Hallo,
ich suche nen low power IC zur Rampengenerierung (Sägezahn).
Die Frequenz sollte einstellbar sein im Bereich von ca. 10-50 KHz.
Versorgungsspannung sollte ca. von 1.8V -3V sein. Stromverbrauch < 20µA wenn möglich.
Das Ding sollte relativ stabil sein von der Amplidute her, daher keine Bastellösung wie sowas hier:
https://www.edn.com/design/analog/4438481/Linear-ramp-generator-uses-one-op-amp
(Die Amplitude hängt hier von der Diodenspannung ab, die sich über die Temperatur ändert).
Aus Platzgründen geht auch kein NE555 mit viel externen Beschaltung oder ähnliches.
Es müsste wirklich ein Rampengenerator IC sein, der ev. noch nen Widerstand zum Trimmen für Frequenz und Amplitude hat. (Amplitude muss nicht unbedingt einstellbar sein, nur die Frequenz).
Es gibt viele digitale IC's zur Rampenerzeugung, aber die brauchen zu viel Leistung. Ich bräuchte was analoges.
Ich hab schon ziemlich lang gesucht, aber nix passendes gefunden. Ev. hat hier jemand Erfahrung damit.

Ziel des ganzen:
Ich möchte ein PWM Signal für einen Schaltwandler erzeugen. Das Referenzsignal kommt von einem Mikrokontroller (PWM Signal das Tiefpass gefilter wird).
Ich möchte das PWM Signal nicht per µC einstellen, da der µC sonst mit ner hohen Frequenz laufen muss und daher zu viel Leistung zieht.
Deshalb möchte ich die PWM über ne Rampe mit Komparator erzeugen:
https://electronics.stackexchange.com/questions/373888/pwm-generator-with-adjustable-duty-cycle?rq=1

Noch lieber wäre mir ein IC, der direkt das PWM Signal erzeugt, also ein Rampengenerator + Komparator.
Alle PWM IC's die ich gefunden habe, haben die Regelung schon dabei. Das will ich nicht. Ich will nur nen IC der aus ner analogen Spannung nen proportionales Taktsignal macht.
Wenn jemand so nen IC kennt (low power), wäre das natürlich noch besser.
Das ganze ist für ne Bachelorarbeit.

Gruß Enton

xy(R)

E-Mail

13.06.2018,
10:59

@ enton

Rampengenerator gesucht

Frequenz sollte einstellbar sein im Bereich von ca. 10-50 KHz.
» Versorgungsspannung sollte ca. von 1.8V -3V sein. Stromverbrauch < 20µA
» wenn möglich.

» Ziel des ganzen:
» Ich möchte ein PWM Signal für einen Schaltwandler erzeugen.

Und der Schalter ist ein kapazitätsfreier MOSFET?

Es macht ja keinen Sinn wenn man an der einen Stelle wie irre geizt, und an der anderen wird dann eh ein hundertfaches verbraucht.

Altgeselle(R)

E-Mail

13.06.2018,
11:50

@ xy

Rampengenerator gesucht

» Frequenz sollte einstellbar sein im Bereich von ca. 10-50 KHz.
» » Versorgungsspannung sollte ca. von 1.8V -3V sein. Stromverbrauch < 20µA
» » wenn möglich.
»
» » Ziel des ganzen:
» » Ich möchte ein PWM Signal für einen Schaltwandler erzeugen.
»
» Und der Schalter ist ein kapazitätsfreier MOSFET?
»
» Es macht ja keinen Sinn wenn man an der einen Stelle wie irre geizt, und an
» der anderen wird dann eh ein hundertfaches verbraucht.

Hallo,
ja, so sehe ich das auch.
Bei 50kHz und 3V werden die 20µA schon bei der Umladung
eines 12pF Kondensators benötigt. (C*delta U = I*delta t)
Besser ist es, das gesamte Schaltungskonzept noch mal zu
überdenken.

Grüße
Altgeselle

enton(R)

13.06.2018,
11:52

@ xy

Rampengenerator gesucht

» Frequenz sollte einstellbar sein im Bereich von ca. 10-50 KHz.
» » Versorgungsspannung sollte ca. von 1.8V -3V sein. Stromverbrauch < 20µA
» » wenn möglich.
»
» » Ziel des ganzen:
» » Ich möchte ein PWM Signal für einen Schaltwandler erzeugen.
»
» Und der Schalter ist ein kapazitätsfreier MOSFET?
»
» Es macht ja keinen Sinn wenn man an der einen Stelle wie irre geizt, und an
» der anderen wird dann eh ein hundertfaches verbraucht.

Das ganze ist ne low power Anwendung, der durchschnittliche Strom den der Schaltwandler transferiert ist nur 1mA (bei ca. 20KHz taktfrequenz und ca. 2V).
Dementsprechend ist der Mosfet sehr klein. (SI1050x).
Bei 2V Gatesignal, 600pF Kapazität und 20KHz werden 24µW bebraucht um das Mosfet Gate zu laden. (Für beide Mosfets zusammen sind es dann 48µW).
Ev. wird die Taktfrequenz auch noch weiter reduziert.

Gruß Enton

--
Da säuft man den ganzen Tag und wird trotzdem nicht für voll genommen :-(

xy(R)

E-Mail

13.06.2018,
12:03
(editiert von xy
am 13.06.2018 um 12:07)


@ enton

Rampengenerator gesucht

» Bei 2V Gatesignal, 600pF Kapazität und 20KHz werden 24µW bebraucht um das
» Mosfet Gate zu laden. (Für beide Mosfets zusammen sind es dann 48µW).

Du hast das Plateau vergessen!


Edit: Ansonsten schau dir mal an was es bei Microchip/Micrel so gibt.

http://www.microchip.com/design-centers/analog/amplifiers-linear/comparators

Altgeselle(R)

E-Mail

13.06.2018,
12:04

@ enton

Rampengenerator gesucht

» » Frequenz sollte einstellbar sein im Bereich von ca. 10-50 KHz.
» » » Versorgungsspannung sollte ca. von 1.8V -3V sein. Stromverbrauch <
» 20µA
» » » wenn möglich.
» »
» » » Ziel des ganzen:
» » » Ich möchte ein PWM Signal für einen Schaltwandler erzeugen.
» »
» » Und der Schalter ist ein kapazitätsfreier MOSFET?
» »
» » Es macht ja keinen Sinn wenn man an der einen Stelle wie irre geizt, und
» an
» » der anderen wird dann eh ein hundertfaches verbraucht.
»
» Das ganze ist ne low power Anwendung, der durchschnittliche Strom den der
» Schaltwandler transferiert ist nur 1mA (bei ca. 20KHz taktfrequenz und ca.
» 2V).
» Dementsprechend ist der Mosfet sehr klein. (SI1050x).
» Bei 2V Gatesignal, 600pF Kapazität und 20KHz werden 24µW bebraucht um das
» Mosfet Gate zu laden. (Für beide Mosfets zusammen sind es dann 48µW).
» Ev. wird die Taktfrequenz auch noch weiter reduziert.
»
» Gruß Enton

Der Mosfet ist ungünstig gewählt. Bei 1mA kann man sich ein Rdson im Ohm-Bereich
leisten. Solche Mosfets haben eine wesentlich geringere Eingangskapazitiät.
Siehe z.B. https://www.mouser.de/datasheet/2/115/ds31330-64345.pdf
Grüße
Altgeselle

xy(R)

E-Mail

13.06.2018,
12:10

@ Altgeselle

Rampengenerator gesucht

» Der Mosfet ist ungünstig gewählt. Bei 1mA kann man sich ein Rdson im
» Ohm-Bereich
» leisten. Solche Mosfets haben eine wesentlich geringere
» Eingangskapazitiät.

Hab ich doch glatt überlesen, aber natürlich ACK.

So kleine MOSFETs mit niedriger Thresholdspannung fertigt vor allem Rohm.

enton(R)

13.06.2018,
13:33

@ xy

Rampengenerator gesucht

»
» Du hast das Plateau vergessen!
»
Das Miller Plateau kommt ja dadurch, dass ich die Gate-Drain Kapazität lade (wenn UDS fällt, ca. beim erreichen der Treshold Spannung). Die steckt in der Ciss ja mit drin (Ciss=Cgd+Cgs).
Wenn also die Ladespannung für das Gate und die Drain Spannung ähnlich sind (ist bei mir der Fall) habe ich das Millerplateau doch mit abgedeckt, oder?
Genau genommen müsste ich die Drain-Source Kapazität noch mit rein nehmen, was ja "näherungsweiße" Crss ist. Dann würden beim SI1050x noch 130pF dazu kommen ( Mosfet wird noch geändert, danke für den Tipp).
Sehe ich da was falsch?


Gruß Enton

xy(R)

E-Mail

13.06.2018,
14:22

@ enton

Rampengenerator gesucht

» Sehe ich da was falsch?

Schau mal auf die Anmerkungen bei den Kapazitäten im Datenblatt.

V_GS=0V

enton(R)

13.06.2018,
15:39

@ xy

Rampengenerator gesucht

» » Sehe ich da was falsch?
»
» Schau mal auf die Anmerkungen bei den Kapazitäten im Datenblatt.
»
» V_GS=0V

Muss ich das dann über die Ladungen rechnen?
Qgs ist ja die Ladung bis zum Start vom Miller Plateau und Qgd die Ladung bis zum Ende vom Miller Plateau.
Entspricht meine Gate Kapazität dann dem Wert von Ciss nach dam Miller Plateau? Nach dem Miller Plateau ist die Kapazität ja konstant, ist halt die Frage ob es die gleiche Kapazität hat wie bei Ugs=0V.
Daher wäre die Ladung die ich ins Gate laden muss: Q gesammt= Qgs + Qgd +Ciss*(Uende -Uth), wobei Uende bei mir 2V wäre und Uth die Treshold Spannung.
Oder ist das komplett falsch?
Falls das nicht stimmt, wie würde man die Verluste richtig berechnen?

Gruß enton

enton(R)

13.06.2018,
15:59

@ xy

Rampengenerator gesucht

»
» Edit: Ansonsten schau dir mal an was es bei Microchip/Micrel so gibt.
»
Da war ich auch schon, die haben aber nur digitale Rampengeneratoren:
http://www.microchip.com/design-centers/8-bit/peripherals/intelligent-analog/slope-comp-program-ramp
Oder ich bin zu blöd die analogen zu finden.
Ich könnte mir den Rampengenerator mit nem Oszillator, ner Stromquelle, nem Kondensator und nem Komparator natürlich selber bauen, aber das wird natürlich nicht so gut bzw. low power, wie wenn es ein fertiger IC macht. Und zudem sind das natürlich relativ viele Bauteile.
Kennt niemand einen fertigen IC oder hat noch ne Idee wo ich suchen könnte?

Gruß Enton

xy(R)

E-Mail

13.06.2018,
16:14

@ enton

Rampengenerator gesucht

» Muss ich das dann über die Ladungen rechnen?

Aber sicher doch.


» Oder ist das komplett falsch?

Passt schon.

xy(R)

E-Mail

13.06.2018,
16:16

@ enton

Rampengenerator gesucht

» Und zudem sind das natürlich relativ viele Bauteile.

Ach wo, und es ist ja sogar eine Standardschaltung.


» Kennt niemand einen fertigen IC oder hat noch ne Idee wo ich suchen
» könnte?

Kein Markt.

enton(R)

13.06.2018,
17:05

@ xy

Rampengenerator gesucht

» » Und zudem sind das natürlich relativ viele Bauteile.
»
» Ach wo, und es ist ja sogar eine Standardschaltung.
»
»
» » Kennt niemand einen fertigen IC oder hat noch ne Idee wo ich suchen
» » könnte?
»
» Kein Markt.

Danke dir, dann baue ich es mir diskret zusammen.

Gruß Enton

xy(R)

E-Mail

13.06.2018,
17:45

@ enton

Rampengenerator gesucht

» dann baue ich es mir diskret zusammen.

Diskret würde ich einen "Dual Micropower Comparator" nicht gerade nennen.

Aber das bisschen Hühnerfutter drumherum findet doch leicht Platz.

cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
19.06.2018,
10:27
(editiert von cmyk61
am 19.06.2018 um 10:29)


@ xy

Rampengenerator gesucht

testtext

» » dann baue ich es mir diskret zusammen.
»
» Diskret würde ich einen "Dual Micropower Comparator" nicht gerade nennen.
»
» Aber das bisschen Hühnerfutter drumherum findet doch leicht Platz.