Формирователь отрицательного потенциала на конденсаторах

[el-student]

Здраствуйте. Помогите пожалуста рассчитать схему



Нужно с её помощью запитать операционный усилитель, то есть должна давать окого 20мА. Положительное питание - +5В.

[vlasovzloy]

А что нужно расчитать?

[el-student]

По идее, зная ток нагрузки, мне надо узнать ёмкости и необходимую частоту. В схеме уже имеется 10кГц с микроконтроллера, поэтому было б целесообразно использовать её. То есть остаётся рассчитать ёмкость С2, чтоб получить примерно 4,5В (из-за диода идеальных 5В не будет, но это не страшно). С1, как я понял, выбирается исходя из необходимого уровня пульсаций, так?

[vlasovzloy]

В схемах есть преобразователь 12-19 для ноутбука на переключаемых конденсаторах. Емнип автор формулы приводил

[Serj66610]

а выход с МК-потянет ток более 50мА? какая скважность ваших 10кГц?

[musor]

без буфера грузить МК емкостью это его убить..надо буферить
кстати от чистоты и емкости схема на комутируемых кондерах почти не зависят

[vlasovzloy]

Имхо правильно будет считать как RC цепочку постоянную времени. Где R сопротивление выхода усилителя. И уже от этого высчитать чтобы за половину такта конденсатор успевал полностью зарядиттся ну с запасом чуть поменьше емкость взять. Ну и начинать с выбора емкости, какой она заряд может передать, потом уже источник думать. Если использовать мощный драйвер для полевиков тогда последовательно с конденсатором подбирать резистор. В академических формулах особо не разбираюсь. И на телефоне нарисовать не смогу. В голове вижу как нужно, обьяснить без бумашки не могу)))

Добавлено after 4 minutes 26 seconds:
Мусор, зависит. Если будет слишком большая емкость, она не будет успевать зарядиться до напряжения питания и при разряде соответственно напряжение меньше будет с нее передаваться

[el-student]

Конечно, МК не выдержит, поэтому да, сделаю буфер.

Мусор, зависит. Причём и от ёмкости С1 и от частоты. Для понимания представьте, что будет при нулевой частоте (0Гц) и/или бесконечно малой ёмкости.

vlasovzloy, по идее считать надо через заряд. Но точно не знаю. Спасибо за наводку в "Схемы", пока найти не могу, но посмотрю ещё.

[musor]

vlasovzloy писал(а):

Мусор, зависит. Если будет слишком большая емкость, она не будет успевать зарядиться до напряжения питания и при разряде соответственно напряжение меньше будет с нее передаваться

ВЫ ОПЯТЬ ОТКРОВЕНО ЗАБЛУЖДАЕТЕСЬ нас не интересует ПП процес зарядки нас интересует установившийся режим и соверщено неважно через 3периодаиличерез 30 он наступит 2 даже лучше будет для нагрузки
учтите что ток нагрузки на несколко порядков менше тока перезаряда комутируемого конгдера...
пример вам 7660 она прекрасно работает от киремики в 47-100н до баноклитоф по 47мк...тоже и у мах 232 (притом что напряг нигде не превышает 16в)
но рекомендуют ставит 1мк50в думае почему? да в них потери выходят поменше...думаю ввашем случае тоже пределы 1-47vra50в на менше напрядени не стоит брать-растут потери хотя ям в cvl чипах ставлю 0,1-0,47 кераму

Добавлено after 2 minutes 30 seconds:
хотел бы напомнить чо схема на летающем С не обеспечит стабилизаци выходное всегда кроатно входному питанию минус потери в ключах и диодах

Последний раз редактировалось musor Сб фев 03, 2018 22:12:45, всего редактировалось 2 раз(а).

[el-student]

musor писал(а):

[uquote="vlasovzloy",url="/forum/viewtopic.php?p=3299931#p3299931"]хотел бы напомнить чо схема на летающем С не обеспечит стабилизаци выходное всегда кроатно входному питанию минус потери в ключах и диодах

Это понятно и в моём случае некритично.

А вообще, musor, понять написанное Вами очень трудно: всё в куче, сплошная неразбериха. Может для тех, кто в этом разбирается, это не проблема, но я вообще ничего не понимаю. А в Вашем предыдущем сообщении вообще непонятно что от чего зависит или не зависит... не разберёшь.

vlasovzloy, ту статью я нашёл, но формул в ней нет

Может кто-то знает?

Добавлено after 4 minutes 37 seconds:

vlasovzloy писал(а):

Если будет слишком большая емкость, она не будет успевать зарядиться до напряжения питания и при разряде соответственно напряжение меньше будет с нее передаваться

Я думал по-другому. Считаем, что выходное сопротивление источника очень мало и за полупериод кондёр С2 зарядится полностью. В следующем полупериоде он разрядится через С1 и если их ёмкости одинаковы, то это напряжение они между собой разделят пополам. В дальнейшем С2 будет "по капле" наполнять бочку "С1" и если с этой бочки будет в нагрузку вытекать медленнее, чем втекать, то напряжение на С1 будет равно входному (потери на диодах пока не в счёт).

Конечно, без нагрузки напряжение в любом случае достигнет этого максимума, это вопрос времени. Но с нагрузкой - чем выше частота и чем больше С2, тем это случится быстрее.

[El-Eng]

Для расчета такой схемы полезно вспомнить, что ток это отношение проходящего заряда ко времени его прохождения. I=Q/t. Схема работает в два этапа. 1. С2 набирает заряд от V1, С1 отдает заряд в нагрузку. 2. С2 отдает накопленный заряд в С1 и в нагрузку. Чтобы схема работала нормально, на первом этапе C2 должен накопить такой заряд, чтобы его хватило на то, чтобы восполнить потерю заряда C2, с учетом того заряда, который забирает нагрузка. Понятно, что чем выше частота, тем меньший заряд должен набирать C2 при постоянном токе нагрузки, но тем сильнее будет мешать внутреннее сопротивление V1. Вот, как-то так, дальше - самостоятельная работа.

[vlasovzloy]

Да понятно что плавно будет нарастать, потом сообразил как написал, но смысл тогда? В нормальной конструкции должно все расчитано быть имхо. Возможно даже и резистор впослед с конденсатором ставить для уменьшения помех от иголок заряда, если конечно мощныц драйвер для полевиков поставишь с полевиками на выходе или на полевиках на рассыпухе соберешь

Добавлено after 6 minutes 40 seconds:
В общем нужно просимулировать и посмотреть осциллографом идеальное отношение емкости сопротивления и прочее. Ну или на реальной схеме. Есть драйвера без uvlo и на пятивольтах должны хорошо работать, ну или кучу инверторов кмоп спараллелить лн1 там или еще какие

Добавлено after 1 minute 39 seconds:
Мое мнение емкость должна зарядиться полностью за один полутакт

Добавлено after 2 minutes 38 seconds:
А уж какая емкость будет, это уже от мощи генератора зависит

Добавлено after 4 minutes 27 seconds:
Кстати мб в даташите на 232 ю формула есть по выбору конденсаторов? Имхо только в первых выпусках как только изобрели

[el-student]

El-Eng, то спасибо, идею понял. То есть если Q=I∙T, то мне просто надо задаться условием, чтоб в "первом" полупериоде зарядить (то есть загнать ему столько Q), настолько, чтоб этот заряд не успел весь "отойти" во втором полупериоде. То есть произведение I1∙T1≥I2T2 так?

vlasovzloy писал(а):

Мое мнение емкость должна зарядиться полностью за один полутакт

Не, ну соре конечно, но это одно из условий и сомнению (и обсуждению) не подлежит

[КРАМ]

Просимулировал в LTspice. Шоттки взял BAT54.
При емкостях 100мкФ и нагрузке 200 Ом ток около 21 мА, напряжение -4,15 Вольт, пульсации 15 мВ. Напряжение устанавливается примерно за 5 мс. Ток в начальный момент около 2,1 А. Частота 10 кГц. Нерациональная схема. Нужен ключ, сторонний генератор и большие емкости, диоды выдерживающие начальный ток.
Есть довольно дешевый (33 руб.) инвертор на переключаемом конденсаторе TC7660. До 20 мА работает превосходно. Ставлю его в серийную продукцию уже очень давно. Где нужно 50 мА ставлю более дорогой LT1054.
ЗЫ. Занятно, а что коллеги полагают за "полностью заряженный за полтакта конденсатор"?

[vlasovzloy]

частота на выходе генератора меандр, по положительной полуволне, это будет полтакта. и куда такие большие емкостя? да и ток большеват, 0,2 ампера имхо достаточно

[КРАМ]

Разряженный конденсатор, уважаемый, в начальный момент определит ток ограниченный только дифсопротивлением диода, ESR конденсатора и внутренним сопротивлением источника. Чем меньше ток, чем дольше установление выходного напряжения.
Нащщет "полностью заряженного конденсатора" Вы не ответили на вопрос. Что такое полтакта мне понятно.

[El-Eng]

...мне просто надо задаться условием, чтоб в "первом" полупериоде зарядить (то есть загнать ему столько Q), настолько, чтоб этот заряд не успел весь "отойти" во втором полупериоде.

Ну неохота мне точно считать. Грубо, за период нагрузка съедает заряд I*T. это приводит к уменьшению напряжения на С2 на I*T/C2. В первой фазе полный заряд конденсатора Q2=C2*U1 (U1-напряжение V1, пренебрегаем выходным сопротивлением и падением на диодах). Во второй фазе он должен передать заряд на C1 увеличив его напряжение на те же I*T/C2. Но заряд он передает только когда напряжение на нем больше, чем на C2. Поэтому передастся только часть заряда. Система придет в равновесие при некотором промежуточном напряжении на C2. Осталось посчитать при каком.

ЗЫ. Конденсатор можно считать "полностью заряженным" через время, большее, чем 3*R*C.

[КРАМ]

Насколько я понял, речь идет об ограничении тока заряда балластным резистором исходя из "полного заряда конденсатора"?
Если это не академическая задача, то путь очень плохой.

[vlasovzloy]

Крам, для этого если хороший и беспотерьный источник импульсов, я предлагаю последовательно с диодом д1 резистор для ограничения тока

Добавлено after 1 minute 52 seconds:
Завтра сам посимулирую в протеусе, если время останется

[musor]

херня это ставить резистор в любом ключе есть потери зачем вносить еще? пример мах232 и 7660 я уже приводил рол добавочника играет сам ключик он и ограничит пик тока,..этого достаточно увеличивать потери глупо! маленкие емкости дают боле короткие пики и боле быстрый ПП процес