negative Ladungspumpe an zwei µC-Ausängen

[Bumbum]

Hallo,

für mein aktuelles Projekt mit der OP-Schaltung im anderen Thread brauche ich auch eine kleine negative Hilfsspannung. Laut Datenblatt des ICs werden -5V bei max 5mA benötigt. Da auch ein µC verbaut ist (ATMega162) dachte ich mir, ich nutze freie IO-Pins für eine negative Ladungspumpe.

Eine "einstufige" Pumpe wird wohl wegen der Abfallspannung an den Dioden zuwenig sein um die geforderten -5V zu erzeugen. Außerdem wollte ich die Spannung noch mit einem 7905 stabilisieren. Also benutze ich eine zweistufige negative Ladungspumpe. Damit diese in Ihrer Belastbarkeit stabiler wird, dachte ich mir dazu zwei µC-Ausgänge zu benutzten:

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Funktioniert das so, oder sollte ich alles auf einen Ausgang klemmen? (laut Datenblatt kann der µC 40mA pro IO Pin, was eigentlich genügen müsste für die 5mA Last. Es sind aber noch gegügend Ausgänge verfügbar.

Viele Grüße
Andreas

- - - Aktualisiert - - -

...was ich gleich gesehen habe: Die Polarität von C7 und C9 ist falsch rum.

[PICture]

Hallo!

Wenn man die C7 und C9 "umdreht" (+/-) sollte es funktionieren. Sonst wegen Spannungsverlust würde ich Schottky Dioden empfehlen und die OP's brauchen keine stabilisierte Spannungen. ;)

[Bumbum]

Hallo,

den Fehler mit C7 und C9 habe ich bereits gemerkt und auch schon geschrieben. Trotzdem Danke für das Aufmerksame kontrollieren!

Shottky Dioden würde ich eh nehmen, es geht hier aber mehr ums Prinzip. Ob es so funktioniert und ob es so Vorteile hat, oder ob ich alles an einen Ausgang klemmen sollte.

Und es ist nicht für einen OP, sondern für einen digitalen Poti-IC, der ziemlich genaue -5V möchte. ;-)

Viele Grüße
Andreas

[PICture]

Ich bin nicht sicher ob es für 7905 reicht, wenn nicht must du noch eine Stufe aufbauen bzw. "(very)low drop" Spannungsregler suchen. Bei so geringer Leistung müsste es mit nur einem Ausgangspin gehen.

Ich sage immer: ausprobieren und besseres nehmen. :D

[Besserwessi]

Für nur einen IO Pin wird das ggf. schon knapp mit der Leistung: für 5 mA am Ausgang müssen aus der Versorgung schon im Mittel 10 mA fließen wegen der Spannungsverdopplung. Dazu kommt dann noch das nur etwa die halbe (eher sogar noch kürzer) Zeit Strom fließt. Das hieße dann schon etwas über 20 mA als Zeitweiser Strom. Die IO Pins dürfen zwar bis zu 40 mA liefern nach den maximum ratings, aber garantiert sind nur 15 mA mit denfiniertem Pegel - darüber reicht dann ggf. die Spannung nicht mehr. Mit 2 IO Pins kann man auch einen Gegentakt wählen, und so den Stromfluss aus der Quelle annähernd konstant halten, um die Störungen zu reduzieren.

Eine alternative zu der Schaltung wäre sonst ein Schaltregler. Sofern das Layout einigermaßen stimmt, gibt das eher weniger Störungen als die Steilen Anstiege beim Strom bei der Ladungspumpe. Je nach Regler und Filter kommt man dann ggf. auch ohne den extra Linearregler aus.

[Bumbum]

Hallo Besserwessi,

eigentlich hast du recht. Es ist zwar nur eine Hilfsspannung, aber wenn ich mir das dafür nötige "Elko-Grab" anschaue, und es dann laut PICture eventuell gar nicht bei der doppelten Pumpe bleibt um genügend Spannung für den 7905 zu erzeugen macht ein kleiner Schaltregler eventuell doch Sinn.
Hast du vielleicht direkt eine Empfehlung für eine so kleine Leistung?

Viele Grüße
Andreas

[PICture]

Sorry, dass ich mich einmische, aber für mich scheint DC/DC-Wandler Module im 4-Pin SIL/DIL-Gehäuse ( http://www.reichelt.de/index.html?ACTION=2;GROUPID=4956;SEARCH=Wandler%26 %2345%253bModule%2C%20DC%2FDC ) mit nachgeschaltetem 3-Pin Spannungsregler am einfachsten zu sein. ;)

[Besserwessi]

Als Schaltregler fallen mir auf Anhieb die schon recht alten und überdimensionierten MC34063 udn LT1073 ein. Im Prinzip müssten für so wenig Leistung auch die ICs gehen, die sonst für einen externen FET / Transistor gedacht sind, also z.B. TL497 / TL494 oder ähnliche. Für die Erzeugung einer negativen Spannung ist die Auswahl eher nicht so groß, zumindest an ICs speziell für die Anwendung. Der max764 wäre ein solches Spezial IC.

Die fertigen DCDC Wandler brauchen oft relativ viel Mindestlast - so im Bereich 100 mW, das ist schon recht viel wenn man nur 25 mW braucht.

[Bumbum]

Hallo Besserwessi,

danke, ich schaue mir die ICs mal an. MC34... und LT1073 habe ich zumindest schon mal früher ins Datenblatt geschaut.

@PICture: Hast du dir mal die Preise angeschaut? ;-) Ich kenne die Teile, die du meinst zwar auch günstiger, aber insgesamt wäre dann das Elko-Grab doch günstiger und kleiner in der Bauweise.

Viele Grüße
Andreas

[PICture]

Natürlich, unter 5€, aber es war nur ein Vorschlag, da die Wahl bleibt immer bei dir. ;)

[Crazy Harry]

Wie wärs mit dem ICL7660 ?

[Besserwessi]

Der ICL7660 liefern nur ohne Belastung noch wirklich -5 V. Bei 5 mA geht die Spannung schon merklich in den Keller, und die Störungen durch Stromspitzen sind auch nicht ohne.

Die Frage wäre ggf. noch ob es wirklich -5 V sein müssen - da fehlen noch ein paar Angaben zur Anwendung. Ggf. findet sich ja auch da eine bessere Lösung.

[Bumbum]

Hallo,

es handelt sich um den CS3310. Davon habe ich noch über 10 Stück rumliegen. Und da ich in meiner Schaltung ein digitales Poti benötige wollte ich diesen einsetzen. Das Problem ist, dass der IC echt zickig ist was seine Versorgungsspannung angeht. Das habe ich schon mit viel Lehrgeld und Fleiß (durch auslöten und wegwerfen) lernen müssen. Und das bereits mehrmals. Meine Erfahrung hat gezeigt, dass wenn man die Versorgungsspannung nicht genau wie im Datenblatt zu sehen ist nachbaut raucht das Ding einfach nach einiger Zeit ab. Ich möchte also kein Risiko eingehen und ihm seine stabilisierten -5V gönnen.

@PICture: Sorry, der Link hat auf der ersten Seite nur Wandler >30€ ausgespuckt. Ich muss wohl noch mal genauer schauen. Mir gefällt aber eigentlich die Lösung mit dem MC34063 am besten.

Viele Grüße
Andreas

[Besserwessi]

Je nachdem wofür man das IC braucht, wird man vermutlich noch ein paar mehr ICs mit den +-5 speisen. Mit 5 mA wird man dann wohl kaum auskommen, sondern muss eher schon mit etwas über 10 mA rechnen. Damit fällt die Ladungspumpe vom µC aus eigentlich schon aus, auch mit 2 IO Pins.

Der kritische Punkt bei der Versorgung für das IC wird eher die Reihenfolge für die digitale und analoge Versorgung sein. Je nach Anwendung kommt dann die Frage nach den Störungen, die ggf. in das Signal einkoppeln. Von den Störungen ist eine Ladungspumpe recht ungünstig und auch bei den Schaltreglern gibt es Unterschiede. LT's Appl. Note 70 könnte da interessant sein. Das mindeste wird ein LC Filter hinter dem Spannungsregler sein. Nach meiner begrenzten Erfahrung sind die DCDC Wandler auch nicht alle ohne Probleme, und können teils reicht stark stören. Eine Alternative wäre ggf. noch ein Royer Converter diskret aufgebaut mit kleinem HF Trafo und 2 Transistoren. Dahinter braucht man dann aber noch einen Linearregler.