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Thema: Ladungspumpe - Verständnisproblem

  1. #1
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    Ladungspumpe - Verständnisproblem

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    Hallo Leute,

    ich habe gerade auf sprut.de den Artikel über Schaltregler gelesen.

    Allerdings habe ich bei der Ladungspumpe ein Verständnisproblem. http://sprut.de/electronic/switch/schalt.html#pumpe



    Schaltet die Rechteckschwingung nun auf 5 V um, versucht auch die untere Seite des Kondensators ihren Spannungspegel um 5 V anzuheben. Die Diode D2 wird aber leitend, sobald die Spannung am Punkt zwischen D1 und D2 den Wert 4,3V überschreitet, und die Ladung von C1 fließt dann über D2 in C2. Dadurch lädt sich C2 weiter auf, und die Spannung am Ausgang steigt an.

    Der maximale Spannungszuwachs an C2 beträgt 4,3 V (5 V Schwingungsamplitude abzüglich 0,7 V Spannungsabfall über die Diode D2) und damit die maximale Ausgangsspannung 3,6V + 4,3V = 7,9V.

    Es geht dabei um die On-Zeit, dort steht „Schaltet die Rechteckschwingung nun auf 5 V um, versucht auch die untere Seite des Kondensators ihren Spannungspegel um 5 V anzuheben.“

    Ist damit der Kondensator C1 oder C2 gemeint, wenn C1 gemeint ist weshalb versucht die untere Seite um 5V anzunehmen, Sie besitzt doch schon ein Spannung von 4,3V, oder nicht?


    Was ich noch nicht verstehe ist folgender Satz „Die Diode D2 wird aber leitend, sobald die Spannung am Punkt zwischen D1 und D2 den Wert 4,3V überschreitet

    Weshalb wird die Diode D2 beim Überschreiten von 4,3V leitend, wird die Diode nicht schon bei 0,7V leitend?


    Ich hoffe ihr könnt mir meine Fragen beantworten, oder evtl. einen Link oder ähnliches zum nachlesen geben, da ich leider nichts gefunden habe.

    Vielen Dank

    Gruß snipor

  2. #2
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    Hallo,
    vielleicht können dir diese zwei Skizzen "auf die Sprünge helfen"...

    Gruß Jan
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  3. #3
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    Hallo,

    auf mein Problem angewendet kann ich es leider immer noch nicht so ganz nachvollziehen.

    Aber würde da C1 nicht schlagartig verpolt werden?

    Danke

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Die Spannungspfeilen am C1 waren verkehrt herum, was die Verstehung der Funktionsweise erheblich erschwert hat. Das wurde schon korriegiert, deswegen habe ich auch mein Beitrag geändert. Hoffentlich habe ich die Funktionsweise der Ladungspumpe im Code ausreichend erklärt.

    Ich wollte mich über Sprut Schaltplan einer Ladungspumpe nicht äusern.

    MfG
    Code:
    
    
          +------+----------+
          |    A |        D1|A              Uc1 = U - Ud1
          |    | |          V|
          |    | |      C1  -|Ud1 Ud2       Uc2 = U - Ud1 - Ud2
          |+   | +-o     || ||  <----
          -  U |    _/-o-||-+----->|-+
         ---   | +-o     ||      D2  | A
          |-   | |      ---->       ---|
          |    | |       Uc1      C2---|Uc2
          |    | |                   | |
          +------+-------------------+
    
    
    
          +------+----------+
          |    A |        D1|A              Uc1 = bisherige Uc1 von oben
          |    | |          V|
          |    | |      C1  -|Ud1 Ud2       Uc2 = U + Uc1 - Ud2
          |+   | +-o_    || ||  <---
          -  U |     \-o-||-+----->|-+      Nach dem Einsetzen vom Uc1,
         ---   | +-o     ||      D2  | A
          |-   | |      ---->       ---|    wenn Ud1 = Ud2 = Ud
          |    | |       Uc1      C2---|Uc2
          |    | |                   | |    Uc2 = 2 * U - 2 * Ud
          +------+-------------------+
    Geändert von PICture (26.06.2013 um 12:31 Uhr)

  5. #5
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    Hallo,
    ich hab die Skizze noch etwas verändert, damit es klarer wird.
    C1 wird nicht verpolt, sondern seine Ladung wird auf die 5V aufaddiert.
    Genauso wie zwei 1,5V Batterien hintereinandergeschaltet 3V ergeben.

    Gruß Jan

  6. #6
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    @JanB

    zeigen aber die Spannungspfeile von C1 und der Spannungsquelle nicht in entgegengesetzte Richtung? So dass nur noch 5-4,3=0,7V übrig bleiben?

    Ist der Schaltplan von Sprut.de falsch? Wenn ja sagt mir das bitte, dann zerbreche ich mr nicht länger den Kopf darüber.

    Danke

    Gruß snipor

  7. #7
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    Hallo,
    OK ich hab alle Spannungspfeile umgedreht, damit sie mit Spruts Zählweise übereinstimmen.
    Normalerweise zeichne ich die Pfeile von Plus nach Minus.
    zeigen aber die Spannungspfeile von C1 und der Spannungsquelle nicht in entgegengesetzte Richtung?
    Nein, die Spannungsquelle und C1 sind in Schritt 2 nicht entgegengesetzt.
    Das ist ja der "Trick" bei der Ladungspumpe.
    Gehe einfach mal die Spannungspfeile von 0V bis zum Ausgang der Schaltung durch.

    Gruß Jan

  8. #8
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    Hallo!

    Normaleweise sind die Strompfeilen in Richtung des Stromflußes vom + zu - und die Spannungspfeilen vom - zu +, also verkehrt herum als die Strompfeilen gezeichnet.

    MfG

  9. #9
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    Hi Picture,
    Normaleweise sind die Strompfeilen in Richtung des Stromflußes
    vom + zu - und die Spannungspfeilen vom - zu +, also verkehrt herum
    als die Strompfeilen gezeichnet.
    Da gibt es kein "Normal". Jeder macht das wie er will, oder wie er es
    irgendwo mal gelernt hat.
    Aber ich denke, wir beide wissen und sind uns einig, dass es in der
    Praxis egal ist, in welche Richtung die Pfeile gezeichnet werden,
    solange es innerhalb einer Schaltung konsequent gleich gehandhabt
    wird.

    Gruß Jan

  10. #10
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    http://de.wikipedia.org/wiki/Z%C3%A4hlpfeil

    Ein Element (Zweipol) durch das ein Strom fließt und an dem eine Spannung abfällt nimmt entweder gerade Leistung auf oder gibt Leistung ab.
    Bei einem Widerstand ist es klar, er nimmt allenfalls Leistung auf, bei ihm sind die Pfeile in gleicher Richtung von + nach -.

    Interessant ist es bei der Spannungsquelle solange sie als klassiche Spannungsquelle dient. Der Strom fließt dann innerhalb der Quelle von - nach +.

    Arbeitet sie gerade als Akku der geladen wird, dann sind die Pfeile in der gleichen Richtung positiv, wie beim Widerstand.


    Überschnitten mit Jan:
    Ja, man kann es machen wie man will, wenn man es so macht und sich mit der Richtung am Widerstand orientiert dann wird es eindeutig mit der aktuellen Aufnahme und Abgabe von Leistung.

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