Hallo zusammen, ich wollte aus meiner positiven Spannungen eine negative erzeugen und habe somit die Schaltung aus dem Anhang aufgebaut. VCC ist in meinem Fall +12,2V. So nun zu meinem Problem: Unbelastet steigt die Ausgangsspannung auf über 20V. Ist das normal (Stichwort Ladungspumpe)? Bei einer Belastung mit 10k habe ich eine Ausgangsspannung von -10,66V. Bei einer Belastung mit 680R habe ich eine Ausgangsspannung von -9,84V. Der Strom beträgt in diesem Fall lediglich ca. 14mA. Meine Frage ist, wieso die Spannung bei einer so geringen Last bereits einbricht? Der NE555 ist ja für einen Strom von 200mA ausgelegt. Grüße beso
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Es soll natürlich heißen: Unbelastet steigt die Ausgangsspannung auf über -20V.
Du solltest bei sowas keine Wunder erwarten. Bei Vcc von +12V knapp -10V und 14mA heraus zu holen ist doch gut. Und k.A. wie du auf -20V kommst, aber mehr als das theoretische (Vcc * -1) geht bei der Schaltung eh nicht, wenn ich mich zu dieser Tagse- bzw. Nachtzeit recht erinnere. HTH
Das ist offensichtlich der Nachbau der SPRUT-Schaltung (unten): http://www.sprut.de/electronic/switch/minus.html Tatsächlich wird da bei einer Ausgangsspannung von -10V ein Strom von 100mA angegeben. Ähnliche Schaltungen geben einen Strom von 80mA an. Da erscheinen die gemessenen 14 mA von beso etwas mager. Nun, von den NE555 gibt es ja etliche Hersteller und Varianten. Evtl. mal Schaltung / Bauteile prüfen oder mal einen anderen NE555 probieren.
Der Hinweis von Bernd bzgl. unterschiedliche Hersteller ist auch wichtig. Es könnte sein, dass die Frequenz zu niedrig ist. Dann kommt natürlich auch weniger "hinten raus".
Hallo, eine gewisse Rolle spielen auch die Ladeelkos. Die sollten schon für Schaltnetzgeräte geeignet sein. Kercos wären da nicht schlecht. Gruss Klaus.
Du hast keinen Kondensator an der Versorgungsspannung. Vermutlich Steckbrettaufbau. Dadurch hast du Induktionsspitzen an der Versorgung liegen beim schalten und die koennten dir die -20 V erzeugen. Also haeng mal ein C (220uF) dicht an den Versorgungsspannungsanschluessen des NE555.
Low-ESR Elkos dürfen es auch gerne sein, sonst heizen die zu viel und hinten kommt um so weniger raus.
Bernd K. schrieb: > Nun, von den NE555 gibt es ja etliche Hersteller und Varianten. > Evtl. mal Schaltung / Bauteile prüfen oder mal einen anderen NE555 > probieren. > Vielleicht ist es ja die CMOS Variante? Die kann nicht so viel Strom.
> Vielleicht ist es ja die CMOS Variante? Ja, vielleicht. Aber: Es gibt keine CMOS Variante die NE555 heißt.
Wassermann schrieb: >> Vielleicht ist es ja die CMOS Variante? > > Ja, vielleicht. > Aber: Es gibt keine CMOS Variante die NE555 heißt. Stimmt! Da muss ich ja in Zukunft aufpassen, wenn ich da einen von nenne.:-)
Vielen Dank für eure zahlreichen Antworten. > Das ist offensichtlich der Nachbau der SPRUT-Schaltung (unten): > > http://www.sprut.de/electronic/switch/minus.html Genau, diese Schaltung habe ich übernommen. Helmut Lenzen schrieb: > Du hast keinen Kondensator an der Versorgungsspannung. Vermutlich > Steckbrettaufbau. Dadurch hast du Induktionsspitzen an der Versorgung > liegen beim schalten und die koennten dir die -20 V erzeugen. Also haeng > mal ein C (220uF) dicht an den Versorgungsspannungsanschluessen des > NE555. Hab mal 220uF zwischen VCC und GND gehängt. Ergebnis: Ohne Last sind nur noch -14,39V am Ausgang. Bei einer Last von 10k sind es nun -10,42V statt -10,66V ohne den Stützkondensator. Bei einer Last von 680R sind es mit sowie ohne Stützkondensator -9,84V. > Der Hinweis von Bernd bzgl. unterschiedliche Hersteller ist auch > wichtig. > Es könnte sein, dass die Frequenz zu niedrig ist. Dann kommt natürlich > auch weniger "hinten raus". Ich habe den folgenden NE555: https://www.it-wns.de/themes/kategorie/detail.php?artikelid=822&source=2 Ich denke, dass dieser die 200mA-Version ist, also kein CMOS. Die Frequenz habe ich von anfänglichen 4,27kHz auf 8,57kHz erhöht. Leider keine Veränderung in der Ausgangsspannung. Die Ausgangsspannung habe ich auch schon mit 100nF gestützt, ohne Verbesserung.
Vielleicht liegt es ja wirklich an den Bauteilen. Zu Weihnachten bekam ich ein Buch über den 555 Timer und hab auch ein bisschen probiert. Ich bekomme auch nicht immer die Werte die angegeben waren. Vielleicht liegt es am Steckbrett, an der Spannung oder am Bauteil selbst?! Vielleicht bin ich auch nur zu doof?! Theorie und Praxis klaffen manchmal schon etwas auseinander und woran das auch immer liegen mag. Vielleicht ist der eine Kondensator oder der andere Widerstand dran schuld. Was auch immer, man kann es allenfalls messen, wenn ausreichende Messmittel zur Verfügung stehen. Aber ist es denn nicht gerade das was uns dann antreibt es doch noch hin zu kriegen und lernen wir denn nicht am meisten daraus? Wenn eine nachgebaute Schaltung gleich funktioniert freu ich mich, viel mehr aber, wenn etwas nicht stimmt und ich das dann am Ende hin bekommen hab.
beso schrieb: > Ergebnis: > Ohne Last sind nur noch -14,39V am Ausgang. > Bei einer Last von 10k sind es nun -10,42V statt -10,66V ohne den > Stützkondensator. > Bei einer Last von 680R sind es mit sowie ohne Stützkondensator -9,84V. Du kannst von der Schaltung keine negative Spannung >10V unter Last erwarten. Deine gemessene höhere Leerlaufspannung entsteht durch parasitäre Induktivitäten z.B. Leitungsinduktivität, wobei durch Überschwinger mehr oder weniger zufällig etwas mehr Spannung im Ladekondensator landet. Sobald hier nur minimalst belastet wird, geht die neg. Spannung auf 10V oder weniger zurück je nach Belastung. Richtwert ist immer Ue - 2V Möchtest du -12V belastbar, hilft eine Mehrfachkaskade mit anschließender Stabilisierung z.B. durch einen 79L12. http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Ladungspumpe_neg_kaskade.svg&filetimestamp=20100623110547
Bernd K. schrieb: > Du kannst von der Schaltung keine negative Spannung >10V unter Last > erwarten. > > Deine gemessene höhere Leerlaufspannung entsteht durch parasitäre > Induktivitäten z.B. Leitungsinduktivität, wobei durch Überschwinger mehr > oder weniger zufällig etwas mehr Spannung im Ladekondensator landet. > Sobald hier nur minimalst belastet wird, geht die neg. Spannung auf 10V > oder weniger zurück je nach Belastung. Richtwert ist immer Ue - 2V In der Simulation bin ich erst bei 280R bei -10,66V. Ich weiß, dass Simulation und Realität manchmal ihre Differenzen habe, trotzdem denke ich, dass noch irgendwo der Hund begraben liegt. > Möchtest du -12V belastbar, hilft eine Mehrfachkaskade mit > anschließender Stabilisierung z.B. durch einen 79L12. > > http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:La... Was heißt "belastbar"? Wie viel Strom kann ich da ziehen? Eine andere Frage: Stört es einen OP oder ein anderes Bauteil welches eine symmetrische Spanungsversorgung benötigt, dass die positive Versorgungsspannung 12V ist und die negative nur -10,66V? Und wie sieht es aus, wenn ich eine negative Spanunngsversorgung für einen Gegentaktverstärker aufbauen möchte? In der Verstärkerstufe wird dann doch relativ viel Strom gezogen. Meine Schaltung kann ich hier nicht anwenden, oder? Mit welcher Topologie bekomme ich eine solche belastbare negative Ausgangsspannung hin? Vielen Dank im Voraus. Grüße beso
beso schrieb: > Hab mal 220uF zwischen VCC und GND gehängt. > Ergebnis: > Ohne Last sind nur noch -14,39V am Ausgang. Das spricht schon mal fuer parasitaere Induktivitaeten. > Bei einer Last von 10k sind es nun -10,42V statt -10,66V ohne den > Stützkondensator. > Bei einer Last von 680R sind es mit sowie ohne Stützkondensator -9,84V. Nun etwas zur Ausgangsspannung mit Belastung. Die 200mA die hier immer erwaehnt werden sind der maximale Strom den der NE555 treiben kann ohne defekt zu werden. Das heist nicht das in dem Fall seine Ausgangsspannung bis an die Versorgungsspannung geht. Im Datenblatt von TI zum NE555 ist angegeben das er bei Versorgung mit 15V bei 100mA Last an seinem Ausgang gerade mal 13.5V schafft. Also 1.5V Abfall. In deinem Fall bei 12V wuerde er dann 10.5V schaffen. Wenn man jetzt noch die beiden Diodenspannungen (2 x 0.7V) abzieht kommt man auf rund -9.1V. Also entsprechen deine Messwerte der Realitaet. In die naehe der 100mA Laststrom aus dem Datenblatt kommst du schon. Bedenke das bei 20mA am Ausgang schon 40mA in den Eingang der Schaltung fliessen muessen. Etwas hoehere Werte bekommst du wenn du statt normaler Dioden dort Schottky Dioden einsetzt. beso schrieb: > In der Simulation bin ich erst bei 280R bei -10,66V. Die haengt auch stark vom verwendeten Modell ab ob das alles mit beruecksichtigt. beso schrieb: > Stört es einen OP oder ein anderes Bauteil welches eine symmetrische > Spanungsversorgung benötigt, dass die positive Versorgungsspannung 12V > ist und die negative nur -10,66V? Dem OP stoert das nicht. Er kann dann halt in negativer Richtung nicht so stark ausgesteuert werden. Dem OP selber interresiert nur die Spannung zwischen seinen beiden Versorgungspins. Einen GND Anschluss hat er ja so nicht. Das einzige was du nicht machen darfst ist sich auf die negative Spannung in irgendeiner Weise zu beziehen. Also nicht als Referenz fuer irgendwas verwenden.
Bernd K. schrieb: > Möchtest du -12V belastbar, hilft eine Mehrfachkaskade mit > anschließender Stabilisierung z.B. durch einen 79L12. > > http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:La... Aber genau sowas hab ich doch mit meinem NE555 aufgebaut, bis auf die zweite Kaskade. Wie soll denn das dann belastbar sein? Der Versorgungsstrom vom 79L12 kommt dann ja auch von meinem letzten Kondensator?
Der NE555 liefert erst einmal "nur" den Ladestrom für die Elkos. Der maximal zu entnehmende Strom richtet sich nach den Elkos und wie schnell der NE diese nachladen kann. Je mehr Strom abgenommen wird, desto schneller entladen sich die Elkos. Durch dauerndes nachladen und entnehmen bildet sich die Spannung aus. Je mehr Strom entnommen wird, desto kleiner (bzw größer; gegen GND gemessen) wird die Ausgangsspannung. Um mehr Strom ausgeben zu können brauchst Du größere Elkos, die sich schnell nachladen lassen. Je schneller sie geladen werden, desto höher wird der Ladestrom sein. Auch die Frequenz ist entscheidend.
beso schrieb: > Und wie sieht es aus, wenn ich eine negative Spanunngsversorgung für > einen Gegentaktverstärker aufbauen möchte? In der Verstärkerstufe wird > dann doch relativ viel Strom gezogen. Meine Schaltung kann ich hier > nicht anwenden, oder? Mit welcher Topologie bekomme ich eine solche > belastbare negative Ausgangsspannung hin? Mit einer symmetrischen Spannungsversorgung (Trafo mit Mittelabgriff oder zwei Trafos, Gleichrichter, Elkos, Spannungsreglung).
... schrieb: > Der NE555 liefert erst einmal "nur" den Ladestrom für die Elkos. Der > maximal zu entnehmende Strom richtet sich nach den Elkos und wie schnell > der NE diese nachladen kann. > > Je mehr Strom abgenommen wird, desto schneller entladen sich die Elkos. > Durch dauerndes nachladen und entnehmen bildet sich die Spannung aus. Je > mehr Strom entnommen wird, desto kleiner (bzw größer; gegen GND > gemessen) wird die Ausgangsspannung. > > Um mehr Strom ausgeben zu können brauchst Du größere Elkos, die sich > schnell nachladen lassen. Je schneller sie geladen werden, desto höher > wird der Ladestrom sein. Auch die Frequenz ist entscheidend. Ja, aber die treibende Kraft ist doch der NE555. Wenn er nicht mehr Ladestrom liefern kann dann wird das doch nichts mit der belastbaren Ausgangsspannung. Da bringen mir doch auch diese "schnell zu ladenden" Elkos was, oder?
Schau dir doch erst mal das Funktionsprinzip der Ladungspumpe an. Der NE555 (out=high) lädt den Pumpkondensator C3 über die Diode D2 annähernd auf 11V auf. Danach schaltet der NE555 out=low und die positive Seite von C3 wird auf Masse gelegt, womit die Ladung von C3 an den Kondensator C4 weitergereicht wird, der somit gegenüber Masse annähernd -10V annimmt. Die Ausgangsspannung beträgt: Ua = -Ue + 2 * Udiode also -12V + 2V = -10V Nun gut, bei Schottky Dioden wird es etwas besser sein als bei Silizium. Letztlich ist aber anhand des Funktionsprinzips klar, dass Ua niemals mehr als roundabout -10V werden kann. Und bei Belastung von mehr als einer Handvoll mA macht sich der relativ hohe Innenwiderstand der Geschichte bemerkbar, indem Ua zügig in die Knie geht. Und noch was: Selbst wenn der NE555 im ersten Takt den Kondensator mit 200mA auflädt, muss er im zweiten Takt die Ladung rüberschieben. Der Ausgangskondensator sieht also im ersten Takt nichts und erst im zweiten Takt die 200mA. Im zeitlichen Durchschnitt sind das max. 100mA, die etwa entnommen werden können.
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Möchte mal meine aufgebaute und getestete Schaltung zum Besten geben. Die negative Spannung wird auch noch begrenzt. .... bis 100mA bei -5V sind kein Problem. An der Kathode vom TL431 liegen etwa +2V als Sägezahn an. Wichtig sind Keramikkondensatoren. Die Schaltung schwingt bis zu etwa 80 kHz. Diese Schaltung habe ich vermessen. Eine besondere Bedeutung hat R7, der sorgt für einen vernünftigen Arbeitspunkt vom TL431 und verringert die Gesamtverstärkung, so das ungewollte Schwingungen vermieden werden. Viel Spaß damit -- eine negative Hilfsspannung ist kein großes Problem. Gruß -- Jens
Das Schaltungsprinzip der Spannungsstabilisierung wird im "Elektor 7/8-2012" auf Seite 89 bis 90 verständlich dokumentiert. Gruß -- Jens
Jens Grabner schrieb: > Viel Spaß damit -- eine negative Hilfsspannung ist kein großes > Problem. Nur ist der Aufwand mit 14 Bauteilen zu viel. Ein MC34063 kommt mit 9 Bauteilen aus und kann mehr Leistung. www.onsemi.com/pub/.../MC34063A-D.PDF Schaltung Seite 8.
Na, wenn das kein Zufall ist da hab ich in der Funkschau Heft 17, Seite 132, Jahr 1979 von einem Helmut Lenzen so eine negative Spannungserzeugung gefunden!
Flow schrieb: > Na, wenn das kein Zufall ist > da hab ich in der Funkschau Heft 17, Seite 132, Jahr 1979 > von einem Helmut Lenzen so eine negative Spannungserzeugung gefunden! Das du dieses Heft noch hast. Lang ist es her. Ich habe es schon seit Jahrzehnten nicht mehr. Hast du jetzt danach gesucht oder war es richtiger Zufall? Irgendwie faellt man immer wieder auf.
Das Heft hab ich nicht, nur diese eine Seite. Als der Heftestapel zu hoch wurde, habe ich nur das Interessante rausgetrennt, das Übrige, also hauptsächlich die Werbung, wurde entsogt. Als ich jetzt nach langer Zeit darauf stieß, ging mir das Licht an. Ja, der Moment ist ein Zufall.
Das war noch die Zeit wo man die Funkschau ueberall kaufen konnte und auch noch was lesenswertes drinstand. Damals hatte ich die Zeitschriften alle gesammelt. Also Elektor,Elektronik,Funkschau,Elo, Elrad. Jeden Monat wuchs der Stapel um eine cm. Irgendwann wurde der Platz knapp und das ganze ging ins Altpapier. Die Schaltung von damals wurde zur Versorgung von PMOS ICs und RS232 Schnittstelle gebraucht. Schaltregler ICs gab es damals nur sehr wenige und die waren teuer. (LM3524, 78S40? ) Waren die einzigen Vertreter. Schaltnetzteile waren noch Exoten. Da wurden noch Linearnetzteile von 10A / 5V gebaut zum versorgen von uP Schaltungen (alles NMOS und damit Stromgierig). Das waren noch andere Zeiten.
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Ich habe mal schnell die -5V bei 100mA Last vermessen. Es sind etwa 50mVPP bei etwa 70kHz. Den MC34063A habe ich geordert und werde es auch noch testen. Danke für den Tip.
Jens Grabner schrieb: > Den MC34063A habe ich geordert und werde es auch noch testen. Hast du auch an die Spule dazu gedacht?
http://www.neosid.de/produktblaetter/neosid_Festinduktivitaet_ma_Bs75.pdf ... davon habe ich wenige 120µH .. möchte es ohne externen Transistor mit 5V 100mA testen.
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