"Hohe" Spannungen erzeugen

TommyB

Team Bitschubse
17. Mai 2010
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Hiho,

ich würde mein Projekt (siehe hier) gerne erweitern.
Dafür bräuchte ich höhere Spannungen, beispielsweise 10V und 100V (aus einer Betriebsspannung von 3,0 - 4,2V).
10V könnte man ja noch mit StepUp Wandlern generieren, aber an 100V kommen die nicht ran, zumindest nicht die die ich kenne. Aber ich brauche für diesen Zweck auch keine großen Ströme. 1mA sollte locker reichen (und im Falle eines unbeabsichtigten Berührens auch ... angenehmer sein). Im absoluten non+ultra Fall DC und AC.

Ich hab jede Menge über Ladungspumpen (und deren Verluste) gelesen, ich vermute mal da müsste ich irgendwo unzählige Kaskaden versuchen unter zu bringen.

Dann kam ich auf die Idee Blitzgerät. Aus persönlicher (und schmerzhafter) Erfahrung weiß ich, diese Dinger generieren aus wenig Spannung eine verdammt hohe. Tückisch dabei, die hohe Spannung wird auch in einem Kondensator gespeichert. Hatte ich damals nicht bedacht. Eine bessere Definition für ein "schockierendes Erlebnis" wird es kaum geben.

Jetzt ist die Frage, wie am Besten umsetzen?

Vielleicht kennt von euch noch jemand eine bessere Idee.

Die Idee mit dem Blitzgerät scheint mir auf den ersten Blick umsetzbar, aber scheinbar wird die maximale Spannung über den Sättigungsgrad des Travos geregelt? Ok, Z-Dioden und n paar Widerstände und ich hätte die Spannungen. Aber meine Eingangsspannung ist ja fernab von 1,5V, also einfach zum Foto Shop gehen und ne Einweg Kamera schrotten könnte ne blöde Idee sein. Oder sind die so Tolerabel?
 
Hallo Thomas,

für dein Problem gibt es sicher viele Lösungen, hier mal spontan ...

- Blitzgerät könnte funktionieren, der Blitzelko hat normalerweise einige 100 uF - daher das "schockierende Erlebnis", eine kleinere Kapazität (z.B. 1 uF) sollte locker reichen evtl. noch ein Widerstand in die Leitung zur Buchse (Strombegrenzung), aber soweit ich mich erinnere liegen die Spannungen hier deutlich über 100 V - evtl. Spannungsteiler Z-Dioden ...
- oder du nimmst z.B. einen 555-er und einen kleinen Trafo z.B. aus einem (ur-)alt Handyladegerät - ja die ganz alten hatten noch echte Trafos (z.B. vom S 25)
- für die AC-Versorgung benötigst du ja sicher eine Sinus-Spannung, da die Messgeräte normalerweise den Effektivwert anzeigen
wird schon etwas aufwendiger, wenn es denn Batteriebetrieben sein muß - oder du nimmst Netzspannung und 2 Trafos 230V --> 10 V und einen zweiten 24 V --> 230 V da sollten dann so etwa 100 V (AC) rauskommen
diese Lösung ist Netzbetrieben, daher nicht ganz ungefährlich aber nur an einer Stelle. Die entstehenden 100 V sollten bei Berührung sofort zusammenbrechen und du hast den Vorteil der doppelten Isolierung vom Netz.
Kann man sicher beliebig erweitern, z.B, Trafos mit verschiedenen Wicklungen etc.

Viel Spaß beim Experimentieren

Ach ja,
Einige Meßgeräte können auch Induktivitäten messen (schätzen)
und Frequenzen --> evtl. doch die Lösung mit dem 555-er

Gruß
- gp177 -
 
Wenn de das für Deine Messgeräte brauchst, stellt Dir "Die Firma" keinen AWG, Funktionsgenerator etc bereit?

Ansonsten: schon mal bei Burkhardt Kainka geschaut?

Prinzipiell kannst Du natürlich auch'n Tiny als Aufwärtswandler programmieren.
 
Hmm werd ich mal schaun wie ich preiswert an nen Blitzgerät ran komme :)

Frequenz generiere ich ja schon mit dem Oszillator und dem Binärzähler als Teiler. Funktioniert auch super ;)
Wobei ich das noch erweitern möchte um nicht so viele "krumme" Werte zu bekommen, möglicherweise delegiere ich das an nen Mega48, mal schaun. Der könnte denn auch die hohe Spannung überwachen und die Generierung dieser an- und abschalten um den Akku zu schonen.

Induktivitäten ist ne gute Idee, kann mein Messgerät aber nicht. Daher muss das erst mal warten. Wird aber vermutlich noch kommen :)

@LotadaC:
Halt Stopp *Ton von quietschenden Reifen*
Selbstverständlich werde ich von meinem zukünftigen Arbeitgeber die nötigen Geräte bekommen!
Es geht hier rein um mein persönliches Interesse, und auch primär nicht um die Messgeräte zu überprüfen oder gar zu kalibrieren, sondern nur um grob mal zu prüfen, primär ob die PC Software auch das Selbe anzeigt wie das Messgerät. Dazu brauche ich keine teuren Kalibrierungsgeräte. Leider sind die Datenblätter der Mess-Chipsätze nicht ganz fehlerfrei (mehrere Hersteller). Und _noch_ arbeite ich da halt nicht, also muss ich mir noch etwas behelfen ;)
Außerdem, vielleicht nützt es ja auch noch der ein oder anderen Person, auch wenn es eine sehr einfache Schaltung ist.

Den Link kannte ich noch nicht, sieht interessant aus, vor allem weil ich noch so eine Ansteuerung fürn Laptop LCD hier zu liegen habe. Daran hatte ich noch garnicht gedacht. Nur ob die mit der Eingangsspannung auskommt... mal checken.
 
Spannung für NIXIE-Röhren

Hallo,
ich habe den MC34063A verwendet um aus einer 3.3V Spannung die 170V-Versorgungsspannung zu erzeugen.
Funktioniert problemlos. Schaust du in das Datenblatt von dem Ding bei TI,
sind Beispiele für Down-, Up- und Inverterschaltungen enthalten.

Gruß Wofgang
 
Hallo und erstmal Willkommen im Forum :)

Hmmm, vom Prinzip schaut der IC sehr interessant aus, aber im Datenblatt steht dass der max. 40V kann. Hast du den extern noch anders beschaltet dass der höher kommt?
 
Hmm..
Mal 'n Schuss in's Blaue:
Figure9 auf Seite 5
Du siehst das interne Darlington-Paar Q2-Q1 - Q1 zieht gepulst die Spule auf Gnd und giebt sie wieder frei, und pumpt so die Spannung in Elko hoch.

Wenn man jetzt 'n externen dritten Fet dahinter setzt...

Also Pin1 auf Vin, Pin2 auf's Gate von Q3 (mit'nem Pulldown), und die Spule jetzt über den externen auf Gnd zieht...

Dann brauchste nur noch den Spannungsteiler R1 R2 anpassen, daß in der Mitte 1.25V auf Pin5 landen...

Gehste mit?
Wegen dem Fet wirste wohl auf Alabel warten müssen, der kann dann sicher auch was zum ggf nötigen Vorwiderstand am Gate sagen (welchen Umladestrom der IC...), und zum Pulldown.

P.S.: 700MB reichen AFAIR nicht mehr - beim Forentreffen hatte er mMn mehr als'n GB auf'm Laptop...
 
Hallo,

nicht so viel rumdenken. Nimm nen Wandler für ne EL-Hintergrundbeleuchtung oder bei mehr Spannung nen Wandler für Kaltkathodenröhren. Der für EL schaft locker 140V und der für Kaltkathode locker 1,5kV.

Aus nem Kaltkathodenwandler und ner Kaskade zieh ich hier etwa 7-10mm lange Funken die mächtig Dampf haben :cool:
Brauch ich für mein nächstes Mini-Projekt.

Gruß
Dino
 
Spannung für NIXIE-Röhren

Hallo Thomas,

sry für die späte Antwort, ich bin nicht so häufig "online".
Danke für das Willkommen und hier ein Auszug aus der Schaltung, welche ich für
die Spannungsversorgung der NIXIE-Röhren verwendet habe.

Gruß Wolfgang
 

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So, die Teile liegen schon mal im Korb :)

Kleine Frage...
Wenn ich das richtig sehe dient der Spannungsteiler R6 und R7 als Feedback für IC6?
Sprich die Ausgangsspannung wird runter geteilt und sagt dem IC somit dass er hoch genug geregelt hat?
Müsste man das nicht auch irgendwie mit 1 oder 2 digital Potis regeln können? Die Frage wäre nur wie, weil die Dinger mögen ja keine Spannungen über VCC... Im Idealfall wäre der Bereich 20 - 200V. Digital Potis hab ich genug (10k und 100k)
 
Hab's eigentlich in #8 angedeutet:
Der Regler regelt so, daß er an seinem Feedback-Eingang 1,25V (wenn ich mich recht erinner -> siehe Datenblatt) erhält. Wenn Du also an den FB also die spannungsgeteilte Ausgangsspannung legst, regelt der auf das entsprechende Vielfache von 1,25V. Soweit war Dir das sicher klar.

Wenn Dir die Spannung für Deine Potis zu hoch ist, mußt Du vor (hochspannungsseitig) das Poti halt einen festen Widerstand in Reihe schalten. Dadurch kannst Du den kombinierten Spannungsteiler aber nicht mehr soweit "rauf" drehen, also effektiv keine kleinen Ausgangsspannungen mehr einstellen - andererseits verteilen sich die Schritte des Potis jetzt auf einen kleineren Bereich, Du kannst hier also "feiner" regeln.

Digitalpoti klingt nach "Mikrocontroller-/PC-gesteuert", wenn man den Hilfswiderstand "elegant" wählt kann man vielleicht auf 'n einfaches Umrechnungsverhältnis zwischen der binären ansteuerung des Potis und der dezimalen Ausgabe des Reglers kommen...
Nachtrag: Grad gesehen, 20V-200V gefordert... Hmm... welche max. Spannung vertragen Deine Potis, welche Auflösung forderst Du, wieviele Schritte haben die Potis?



CodeBox Assembler
lds r16, caffeine
rcall brainInjection


Ja! Codeblöcke mit Syntax-Highlightning sind zurück..
Aber warum wird rcall nicht "ge-highlight-net"?

P.S.: Danke, Dirk
 
Jupp, wird n ATmega rein wandern, allein schon wegen Frequenzgenerierung.
Mir schweben auch noch viele andere lustige Dinge im Kopf rum, seitdem ich etwas Blut geleckt habe mit dem Fluke 5520 ;)
Klar dass solche homemade Schaltungen nie an ein Gerät im stark gehobenen 5stelligem Bereich ran kommen, aber für privat wirds reichen :)

Die Potis verkraften nur 0V..Vcc(=5V). Möglichen Werte: 75 Ohm .. 10k / 100k (die 75 sind der "Schleifer"widerstand).
Sind 8 Bit Potis, also 256+1 Schritte

Edit weil übersehen:
Auflösung ist nicht so extrem wichtig. 1V wäre super, 5V oder 10V sind aber auch noch ok
 
Hallo LotadaC,
Ja! Codeblöcke mit Syntax-Highlightning sind zurück..
Aber warum wird rcall nicht "ge-highlight-net"?
off-topic:
ich habe die Regeln für das Highlighting noch nicht fertig. Es ist auch alles noch in der Testphase. Sobald es fertig und ausreichend getestet ist, werde ich es noch ankündigen und näher drauf eingehen. Ihr könnt das Highlighting zwar schon nutzen (das Highlighting ändert sich auch nachträglich noch in bereits geschriebenen Beiträgen), aber trotzdem aktuell noch "auf eigene Gefahr" (= falls es irgendwo schwere Probleme gibt, nehme ich die Funktion wieder raus ... bisher klappts aber).

Dirk :ciao:
 
Ich habe das jetzt ganz grob überschlagen (primär weil mir im Moment die Formeln fehlen)...

Wenn ich jetzt alles so übernehme und nur R7 durch einen 100k Digi-Poti ersetze hätte ich:

bei Wert 53,6K (=138 für den Poti) als Ausgang 20V
bei Wert 2,035K (= 13 für den Poti) als Ausgang 200V
also rund 1,5V pro step?!

Könnte man noch verfeinern, ich hab bestimmt noch n 10er Poti über (sind alles 4fache) den man fürs Feintuning verwenden könnte. Zur Sicherheit noch eine 5V Z-Diode die im Fehlerfall zu hohe Spannungen vom Poti fern hält...

Oder hab ich mich nun vollends verrechnet?
 
Hi Tommy,

Mir schweben auch noch viele andere lustige Dinge im Kopf rum, seitdem ich etwas Blut geleckt habe mit dem Fluke 5520 ;)
Klar dass solche homemade Schaltungen nie an ein Gerät im stark gehobenen 5stelligem Bereich ran kommen, aber für privat wirds reichen :)

ich bau mir grad ...
... ne Widerstandsdekade mit 0,1% Toleranz (6 stellig, 10R ... 1M) und ...
... ne Kapazitätsdekade mit 2,5% Toleranz (5 stellig, 100pF ... 1µF) und ...
... ne Induktivitätsdekade mit 5% Toleranz (5 stellig, 10µH ... 100mH).
Damit kann man dann schnell mal nen genauen Wert ausprobieren und auch mal nen Meßgerät testen.
Außerdem sind die ne ganze Ecke günstiger als fertig gekaufte :p
Evtl werd ich mir auch noch ein paar Referenzspannungs- und -stromquellen bauen. Mal sehen.

Gruß
Dino
 
So in der Art soll meins auch mal werden wenns fertig ist :)
Dazu noch mit U, I und Frequenz.
Nur per Controller gesteuert, was den Kostenvorteil allerdings wegen vielen Reed Relais wieder weg macht. Aber was tut man nicht alles für sein Hobby :)
 
Die wesentliche Formel steht irgendwo im Datenblatt:
VOut=1,25V*(1+(R2/R1)) oder so, wobie die beiden R den Spannungsteiler bilden.

Je Weiter Du das Poti "runterdrehst", desto höher VOut, je weiter "rauf", desto niedriger. Bei 1,25V ist allerdings Schluß.

Wenn Du "unter" das Poti einen zweiten Hilfswiderstand legst, erhöhst Du nochmals (etwas) die Auflösung, erreichst aber halt nicht mehr die eh nicht geforderten kleinen Spannungen (bis 20V).

Der obere Hilfswiderstand muß deutlich größer als der Rest sein, da bei angestrebten 200V dort zusammen mit dem Poti 198,75V abfallen sollen, am Poti selbst nicht mehr als 5V liegen dürfen. am unteren sollen in dem Falle 1,25V (von den 200V) abfallen...
(also 1,25V unten, max 3,75V am Poti, der Rest oben)

Für UOut=20V müssen unten und am Poti zusammen 1,25V abfallen, oben 18,75V

Die Frage ist, ob man da passende R findet. Und sehr große Widerstände erhöhen das Rauschen, oder?

Wenn Du die Formel aus dem Datenblatt umstellst, erhälst Du quasi das geforderte Verhältnis des Teilers bei der vorgegebenen Ausgangsspannung. Wobei das Poti einmal auf der einen Seite, und einmal auf der anderen Seite mitzählt.
Somit sollte sich eigentlich ein Gleichungssystem aufstellen lassen welches, wenn Du Glück hast, lösbar ist.

Wenn ich heute Abend Zeit finde, schnapp ich mir mal 'n Zettel und'n Bleistift...
 
...Wenn ich jetzt alles so übernehme und nur R7 durch einen 100k Digi-Poti ersetze hätte ich:

bei Wert 53,6K (=138 für den Poti) als Ausgang 20V
bei Wert 2,035K (= 13 für den Poti) als Ausgang 200V
also rund 1,5V pro step?!
...

Oder hab ich mich nun vollends verrechnet?
Konkret nach gerechnet hab ich's nicht, ABER

mit dem 100K-Poti und darüber einem festen 750K (korrekt?) hättest Du bei 200V über den Daumen zwischen den beiden R (also oben am Poti) 23,5V, oder?

Hatte es gestern mit'nem 10K-Poti mal durchgespielt, mit 2 Hilfswiderständen, wenn Du willst kann ich das später posten. Hat natürlich dasselbe Problem.

Deswegen bin ich das mal anderer um angegangen:
Bei 200V müssen über dem oberen Hilfswiderstand 97,5% der Spannung abfallen, 2,5% über dem Rest (Poti).
Also muß der Hilfswiderstand auch 97,5% des Gesamtwiderstandes ausmachen.
Das ergibt für den Extremfall Poti ganz raufgedreht dann folglich ein Teilerverhältnis von 1/2,5%=40.
Ergibt 1,25V*(1+40)=51,25V. Das wäre dann die kleinste einstellbare Ausgangsspannung.

Alternativ könntest Du 'n festen Teiler an die Ausgangsspannung legen, und dahinter das Poti. Da das Poti den Haupt-Teiler belasten würde, mit 'nem Impedanzwandler dazwischen.
 

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