Hallo! Ich habe eine Schaltung, die (auch) an USB angeschlossen wird. Da ein 16Bit ADC mit sauberer Spannung versorgt werden soll, bin ich auf der Suche nach einer Lösung, welche mir aus den 4,5-5,5V des USB-Anschlusses mit 300mA belastbare +5V sowie einige mA bei -5V erzeugt. Das Problem ist, das ich wirklich sehr wenig Ripple auf den Spannungen brauche. <=5mV ist die Minimalanforderung. Ich habe mal nach fertigen DC-DC Modulen gesucht, habe aber nur Modelle mit 50mV Ripple und einer vorgegebenen Mindestlast auch auf der negativen Spannungsseite gefunden. Also werde ich die Versorgung mit 2 Schaltwandlern machen müssen. Geld spielt bei dem Einzelstück (fast) keine Rolle, wäre nur nett, wenn alle Teile bei Farnell zu bekommen wären, was ja leider nicht bei allen in den Datenblättern der DC-DC Wandler ICs vorgeschlagenen Induktivitäten der Fall ist. Die zweite Möglichkeit die Schaltung zu versorgen wäre über ein externes Netzteil. Dann brauche ich keinen Buck-Boost Konverter für die +5V sondern nur einen einfacheren Stepdown. Ist ev. sogar die sinnvollere Variante um die Schaltung galvanisch getrennt zum PC zu betreiben. Die Datenübertragung zu diesem ginge dann mit einer galv. getrennten RS232, aber das ist eine andere Geschichte.
"ganz einfach": Step-up/Inverter auf ca. 7V sowie -7V, nachgeschaltet ein guter Linearregler, auf positiver und negativer Seite. Wichtig ist hier die Regelcharakteristik des Linearwandlers, der step-up sollte natürlich auch keine allzu großen ripple erzeugen.
Ja das mit 2 Linearreglern habe ich mir auch schon gedacht. Die Schaltung muss nicht Low-Power sein und den positiven Regler könnte ich mir sogar einsparen, wenn ich ein externes Netzteil mit 7,5V verwende. Welcher Inverter ist empfehlenswert? Bei meinen geringen Strömen könnte ich ja auch eine Ladungspumpe mit Kondensator statt Spule verwenden. Welche Linearregler werden gerne eingesetzt, wenn es eine saubere Spannung braucht?
Damit man eine saubere 5V bekommt wird i.d.R. eine Spannung von 5.1 Volt erzeugt und danach mit einem LDO auf 5V reduziert. Vorteil - es wird die Filterwirkung des Reglers genutzt bei entsprechend niedrigen Verlusten wenn ein LDO mit geringer Dropspannung verwendet wird. Gut geeignet dafuer bspw. TPS7315 (30mV Dropspannung) http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps73150.html fuer die 5.1V der Buck/Boost Converter TPS63000 (einstellbar) http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps63000.html Die Muster einfach bei TI Website anfordern, geht einfach und ist sehr schnell!
TPS731xx gefällt mir gut, hat ja fast Referenzspannungsqualität, aber etwas zu wenig Leistung (150mA, ich brauche das Doppelte + Reserven) Leider habe ich kein Gegenstück mit annähernd gleicher Qualität für negative Spannungen gefunden. Die TPS63000 kenne ich schon, habe ich auch schon mal getestet. Im Moment bin ich aber fast dafür, ein externes 7,5V Netzteil zu verwenden, dann einen Inverter und 2 gute LDO um an meine +-5V zu kommen. Ein weiterer LDO macht mir dann 3,3V (100mA) für den Digitalteil. Bin aber noch auf der Suche nach Bauteilen (Inverter, LDO +5V, LDO -5V), habe aber überraschend wenig gefunden, obwohl eine saubere Symmetrische Spannungsversorgung doch eigentlich eine Standardaufgabe sein sollte...
Angehängte Dateien:
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TPS5420_sym.jpg
17 KB
Zur symmetrischen Spannungserzeugung mit einem Wandler kann man folgende Schaltung verwenden. (Is zwar fuer 12V kalkuliert, kann aber mit der SwitcherPRO SW auch fuer Vin=7.5V berechnet werden) Der TPS5410 ist die 1A Variante aber sonst identisch zum TPS5420. Dazu passende AppNote fuer negative Spannung http://focus.ti.com/analog/docs/techdocsabstract.tsp?familyId=751&abstractName=slva257a Eine negativer LDO ist bspw. http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ucc284-5.html Fuer positiven LDO bspw. http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps76733.html
@Josef Warta: Danke für die Schaltung, gibt es hierfür weitere Informationen? Ich habe die Schaltung sonnst nirgends so gefunden... Die Idee nur einen Regler zu nehmen gefällt mir, da habe ich weniger Probleme mit der Synchronisation und die ev. Reste einer Störfrequenz kann ich einfacher digital rausfiltern.
Die Schaltung ist ein klassischer Buckconverter. Der Schalttransistor
ist im IC integriert und arbeitet zusammen mit der Freilaufdiode D1 als
Buckconverter/StepDown Wandler.
Die negative Spannung wird aus einer Wandlerschaltung (SEPIC Topologie)
bestehend aus C4 ("Schaltelement"), L2 (Speicherdrossel), D2
(Freilaufdiode) und C6 (Filterkondensator) erzeugt.
Der Widerstandsteiler bestehend aus R2 und R3 bestimmen die positive
Ausgangsspannung. Der Regelkreis kontrolliert nur die positive
Ausgangsspannung - dies bedeutet, dass der negative Ausgangskreis
ungeregelt und abhaengig von der positiven Ausgangsspannung ist.
Der Buckconverter kann mit der SwitcherPRO SW konfiguriert werden.
Dieses Tool erzeugt Schaltplan, Simulation und Layoutvorschlag. Der
SEPIC Teil muss dann noch eingefuegt werden.
http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/switcherpro.html
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