Erzeugung von Hilfsspannungen (Spannungsverdopplung/Inverter)

dino03

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27. Okt. 2008
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  1. BascomAVR
  2. Assembler
Hallo zusammen,

ich hab da schon mal was vorbereitet :D
ab und zu kommen ja mal wieder Fragen auf, wie man denn aus den +5V
eine negative Spannung (-5V) erzeugen kann oder wie man die Spannung
verdoppeln (+10V) kann. Das wird ja oft genug für die Kontrasteinstellung
bei LCDs oder für die Versorgung eines Operationsverstärkers benötigt.
Mit diesen ICs wird man allerdings keine großen Sachen betreiben können.
Aber so für 5-10mA sollte es reichen. Wenn man mehr benötigt wird
man an einem Spannungswandler mit Speicherdrossel nicht drum herum
kommen. Oder man baut gleich einen weiteren geregelten Zweig beim
Netzteil mit ein.

Zuerst mal ein paar Datenblätter von ICs, die einem dabei helfen können ...

ICL7660 => Spannungsverdoppler oder Spannungsinverter.
Anhang anzeigen ICL7660_Maxim_Voltage-Converter.pdf
+5V => +10V oder -5V

MAX680 => Spannungsverdoppler und Spannungsinverter.
Anhang anzeigen MAX680_DC-DC-Converter.pdf
+5V => +10V und -10V
Das ist der Wandler, der auch im MAX232 drin steckt als Einzel-IC.
Man kann also auch einen bereits vorhandenen MAX232 einer seriellen
Schnittstelle mitverwenden wenn man nur wenig Strom benötigt.

NE555 => Timer (Applikations-Schaltungen)
Anhang anzeigen NE555-556_Applications.pdf
Der überall gebrauchsfähige Siliziumklotz. Darf in keiner Bastelkiste fehlen.

grade aktuelle Preise (Reichelt) ...
ICL7660 ... 0,59eur
MAX680 ... 4,85eur
(Alternativ : MAX232CPE ... 0,39eur ... bis ... MAX232AEPE ... 4,15eur)
NE555 ... 0,15eur ... bis ... ICM7555 ... 0,32eur

nen paar Beispielschaltungen folgen noch ...

Gruß
Dino
 
Minimalschaltung bis 2mA

Zuerst mal absolute Minimalschaltungen bei denen man einfach einen Pin des
Atmels mißbraucht. Aber Achtung ! Da die Ausgangspins nicht unbedingt für
hohe Ströme gedacht sind sollte man als Kondensator C1 für die Ladungspumpe
nicht zu hoch gehen. Sonst vernichten einem die Ladeströme den Ausgangsport.
Als Dioden sind wegen der kleineren Durchlaßspannung Schottkys eingezeichnet.
Man kann aber auch normale 1N4148 benutzen. Dann verringert sich aber
der Wirkungsgrad und die Ausgangsspannung etwas.

Also hier die Verdoppler-Version ...
Verdoppler_1.png

und hier die Inverter-Version ...
Inverter_1.png

evtl würde ich sogar noch auf 33-47nF runter gehen oder einen kleinen
Widerstand von 10-47 Ohm in Reihe mit C1 schalten. Das verringert zwar
die Ausgangsleistung aber es schützt auch den Port-Pin.

Aber wie gesagt ... maximal 2mA würde ich der Schaltung zutrauen. Für
den Kontrast eines LCDs kann das schon ausreichen. Wenn man jetzt den
Pin im Programm mit mehreren Kilohertz toggeln läßt erzeugt man seine
gewünschte doppelte oder negative Spannung. Es muß keine stabile und
feste Frequenz sein. Einfach den Pin toggeln lassen. Für LCDs reicht das.

Einfach mal mit den Werten der Bauteile spielen und ausprobieren.
 
Hallo Dino,
bitte entschuldige, dass ich hier etwas ergänze.
- Apropos Hilfsspannung, Spannungsvedoppelung.
-Wer mehr Strom braucht ohne Hilfsspulen sollte sich den Baustein LT1054 von LT ansehen. Läuft wie der 7660 liefert aber bis 100 mA.
Oder wem die Spannungsfestigkeit des 7660 nicht reicht, es gibt einen ICL7662..
Wolfgang
 
Hi Wolfgang,

Hallo Dino,
bitte entschuldige, dass ich hier etwas ergänze.
brauchst du dich nicht für zu entschuldigen. Dafür ist das Forum ja da, damit
man Wissen zusammenträgt und ergänzt. ;)

- Apropos Hilfsspannung, Spannungsvedoppelung.
-Wer mehr Strom braucht ohne Hilfsspulen sollte sich den Baustein LT1054 von LT ansehen. Läuft wie der 7660 liefert aber bis 100 mA.
Oder wem die Spannungsfestigkeit des 7660 nicht reicht, es gibt einen ICL7662..
Wolfgang
hab ich grade auch noch bei mir gefunden ... stimmt der LT1054 kann da
auch noch verwendet werden.

Der ICL7662 ist allerdings seit 09.Jan.2006 Obsolete. (steht im Datenblatt)
und das man den 7660 verwenden soll. Leider.

Gruß
Dino
 
Kontrastspannungserzeugung mit MAX232 oder ähnlichem

Hallo zusammen,

und weiter gehts ...

bevor man sich den teuren MAX680 besorgt um eine positive und negative
Spannung zu erzeugen kann man auch wunderbar den bereits vorhandenen
MAX232 mitbenutzen oder so wie ich einen ausgelöteten MAX230 den ich
in einer Platine gefunden habe. So ein paar Milliampere kann man da ohne
Probleme abzwacken und die reichen zB für den LCD-Kontrast allemal.

Bei meinem MAX230 hab ich allerdings einen kleinen Pferdefuß. Der hat einen
Shutdown-Eingang. Wenn man den nicht beschaltet oder mit dem falschen
Pegel, dann kommt da auch nix raus ...

Datenblatt : MAX220-249 Seite 14
When using the shutdown feature in the MAX222,
MAX225, MAX230, MAX235, MAX236, MAX240,
MAX241, and MAX245–MAX249, avoid using V+ and Vto
power external circuitry. When these parts are shut
down, V- falls to 0V, and V+ falls to +5V.
For applications/
where a +10V external supply is applied to the V+
pin (instead of using the internal charge pump to generate
+10V), the C1 capacitor must not be installed and
the SHDN pin must be tied to VCC. This is because V+
is internally connected to VCC in shutdown mode.

Das Datenblatt ...
Anhang anzeigen MAX220-249_Multichannel-RS232-Transceiver.pdf

also beim MAX230 den /SHDN auf +5V für die Aktivierung ...

Meine Schaltung sieht also folgendermaßen aus.
LCD-Kontrastspannungsquelle.png

Mit den Jumpern kann ich das Poti zwischen +10V/+5V/GND/-5V/-10V
umschalten und den Regelbereich dadurch verändern. Je nachdem was
das LCD so an Kontrastspannung benötigt.

Ein vorläufiges Foto der Schaltung ...
LCD-Kontrast.jpg
ich mach noch mal ein paar vernünftige.

Gruß
Dino
 
Moin Moin,

ich stelle mir grad eine Bestellung zusammen und möchte so ein Mäxchen mit bestellen, aber die Auswahl an den Dingern ist ja gigantisch.
Die Unterschiede sind für mich leider nicht erkennbar.

Würde der MAX 232 CPE auch gehen?
Das ist mit großem Abstand der günstigste.
Was unterscheidet denn den CPE von den anderen?
 
Hi,

ich stelle mir grad eine Bestellung zusammen und möchte so ein Mäxchen mit bestellen, aber die Auswahl an den Dingern ist ja gigantisch.
Die Unterschiede sind für mich leider nicht erkennbar.

Würde der MAX 232 CPE auch gehen?
Das ist mit großem Abstand der günstigste.
Was unterscheidet denn den CPE von den anderen?
bestell ihn dir und werd glücklich :D Hab ich auch nen 10er-Pack von liegen.
Der Unterschied liegt teilweise in der Größe der benötigten Wandler-Elkos aber
auch in der Gehäuseform und dem Temperaturbereich (Normal oder MIL oder ...)
Manche brauchen nur 100nF Keramiks für den Wandler/Ladungspumpe und
manche brauchen 1µF oder 4,7µF. Ich schätze mal das die teilweise andere
Wandlerfrequenzen haben. Wenn es also nicht auf geringen Platzbedarf
ankommt dann ist es ziemlich egal. Und wenn du einfach nur Elkos mit mehr
als 1µF an die Wandleranschlüsse packst ist es auch egal. Also nimm den
günstigsten und fertig.

Genaue Angaben was die Endungen CPE, CSE, CWE, C, D, N, I, EPE, ESE, EPE, ...
bedeuten steht in den Datenblättern drin.

Damit hast du dann eine RS232-Schnittstelle und eine Spannungsquelle für
die Kontrastspannung des LCDs in einem Baustein ;)

Gruß
Dino
 

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