Spannungsverdoppelung

Ich werde in meinem Modellsegelboot als Windenersatz einen Schrittmotor mit 3Nm einsetzen. Um diesen zu betreiben möchte ich gerne aus 12V aus NiMH-Akkus 24V erzeugen und zwar mit einigen Ampere. Der Schrittmotor treibt über ein Schneckengetriebe die Endlosschot und ist damit selbsthaltend. So wird der Schrittmotor nur wenn betätigt Strom ziehen.

Ich benötige eine Schaltung für diese Spannungsverdoppelung zum nachbauen. In meinem Labor setze ich einen DC/DC Wandler von Conrad ein der aus 12V aus einem umgebauten PC-Netzteil die 24V erzeugt, ist aber für den Einbau im Segelboot zu groß

hm spontan fehlt mir der max660 ein aber der kann glaube ich net viel last

Hallo Helmut!

Ich denke, dass am einfachsten wäre ein selbstoszillender Audioverstärker (IC) mit Ladungspumpe (zwei Dioden und zwei großen Elkos), der benötigten Ausgangsstrom liefern kann.

Wenn er mit Rechteck oszilliert, arbeitet er in D Klasse mit geringen Verlusten. Die Frequenz muss aber niedrig sein (ca. 1/10 seiner Bandbreite), was ziemlich große Kondensatoren zum glätten der Ausgangsspannung benötigt.

Es sind sicher in diesem Forum einige Schaltungen zu finden, die als Beispiel dienen können.

@ theborg

Der MAX660 kann nur bis 100 mA....

MfG

Hallo Hellmut,

klein und leicht ist der Spannungsverdoppler-Bausatz von Conrad (191060-62).
Die Platine ist mit 50x40mm recht klein. Mit einem Kühlkörper (z.B. 2,8 K/W) kann sie locker 2A bei 24V liefern.

Gruß Dirk

Mich würde interessieren wer diesen Spannungsverdoppler schon im Einsatz hat und der auch die 2A bei 24V bringt, wie stabil ist die Spannung.

Bei der Leistung würde ich einen Schaltwandler vorschlagen. Man braucht dann zwar eine externe Spule, aber man sollte mit einem relativ kleinen Kühlkörper auskommen. Man wäre dann auch nicht auf den Faktor 2 festgelegt.
Erst einmal würde ich probieren ob nicht der Schrittmotor auch mit 12 V schon stark/schnell genug ist.

Ich möchte zu bedenken geben, dass 2A bei 24 V dann mind. 4A bei 12 V bedeuten. So klein wird das ganze nicht, falls der Strom eine Weile fließen soll, denn der Akku müsste dann eine entsprechende Kapazität haben.

Hallo
Was ist das denn für ein Modellboot, daß ein Motor mit 3Nm plus Schnecke nötig ist?
Du kannst den Schrittmotor auch mit 12V betreiben, wenn Du nicht auf größere Geschwindigkeiten Wert legst.
Wenn nicht mehrere definierte Wege gefahren werden müssen, ist ein kleiner DC einfacher und schneller.
Mit freundlichen Grüßen
Benno

Zitat:

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Mich würde interessieren wer diesen Spannungsverdoppler schon im Einsatz hat ...

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Ich (sonst würde ich ihn nicht empfehlen).
Die 2A bringt er gut. Wenn die 12V-Primärversorgung nicht einbricht (es sind da wirklich ca. 4A!), ist die Ausgangsspannung recht stabil.

Wenn du Zweifel hast: Ausprobieren. So teuer ist der Bausatz ja nicht.

Gruß Dirk

Vielen Dank für die vielen Beiträge.

Es ist ein recht großes Modellsegelboot und der Schrittmotor soll statt einer Winde zum Einsatz kommen. Ich habe einen Verstellbereich von gut einem Meter und eine Segelfläche von knapp 2 Quadratmeter. Ich dekodiere mit einem mega8 die Signale vom Empfänger, gibt etwa 880 Schritte über den vollen Ausschlag des Steuerknüppels am Sender und übersetze diese 880 Schritte in Positionen die der Schrittmotor über den guten Meter Verstellweg anfährt. Ich habe mir einen 3Nm Schrittmotor von www.speedmotion.de gekauft.

Zum Einsatz kommen 10 oder 20 Mono-D Zellen mit je 8Ah für 12V oder 24V. Meine Versuche fahre ich mit der RN-Motor und dabei hat es sich gezeigt das 12V nicht hinreichend sind! Ich konnte es selber kaum glauben.

Je nachdem wie gut oder nicht das Schneckengetriebe die Segel hält habe ich noch die Möglichkeit eine verfügbare 24V Elektrobremse einzusetzen. So würde der Schrittmotor immer nur eingeschaltet, bzw. der max. Strom erhöht wenn der Motor verstellen soll, ansonsten hält die Elektrobremse die nur bei angelegten 24V löst. Muß ja doch versuchen sparsam mit der Leistung zu sein.

Das Gewicht ist unkritisch da der Schrittmotor und die Akkus auch als Ballast im Langkielrumpf wirken.

@Dirk: Der Bausatz von Conrad ist sehr interessant. Wieviel Wärme entsteht bei 2A? Ich habe mir die Bedienungsanleitung angesehen, der eingesetzte Audioverstärker TDA2003 ist ein 10W Typ. Was müsste man in der Schaltung berücksichtigen wenn man statt dessen den TDA7294S einsetzt, ein 100W Typ?

@Besserwesi. Mit welcher Schaltung könnte einen solchen Schaltwandler erstellen? Die geringere Verlustleistung wäre für die Fahrzeit vorteilhaft, auch würde ich die Spannungsgrenzen ausreizen, also z.B. 20 Zellen für 24V DC als Ue.

Wenn die Möglichkeit da ist, wäre es besser gleich 24 V Akkus zu nehmen. Der Wandler kann zwar bis etwa 90 % Wirkungsgrad erreichen, aber das macht immer noch 10% Verlust oder ca. 5 W. Bis etwa der 3 fachen Spannung könnte man wohl noch einen normalen Boost Converter nehmen. Bei Höherer Spannung wäre dann ein Trafo statt einer einfachen Induktivität sinnvoll.

Da es ja nicht auf eine absolut stabile Spannung ankommt, könnte man eigentlich auch gleich einen im gegetakt getriebenen Trafo nehmen, ähnlich wie es für einige Hochleistung Autoradios gemacht wird. Das sollte sogar einen noch etwas besseren Wirkungsgrad liefern können. Ein Faktor 2 ist da besonders einfach und könnte eventuell auch gleich vom Controller (über PWM und invertierten Kanal) gesteuert werden.
Die Schaltung ist eigentlich recht einfach: Eine Spule mit geschlossenem Ferritekern und Mittelabgriff. Der Mittelabgriff auf 12 V. Die Spulenenden jeweils ein MOSFET nach GND und und eine Shottky-Diode zum Ausgang. An den Ausgang ein Elko+Kondensator. Die Mosfets Wechselweise durchschalten mit ca. 20 kHz, mit einer kurzen Pause dazwischen. Für 4 A Eingangsstrom sollte es gerade noch reichen die MOSFETs (logic-Level) direkt vom Controller zu schalten.

@besserwesi. Die Schaltung von Conrad mit der Spannungsverdoppelung, siehe Dirk Input, könnte man mit einem leistungsfähigeren Audioverstärker realisieren.

Bei 2-3A Ausgangsstrom liegt der Eingangstrom schon beim Doppelten, dabei ist 6A Ie wohl näher am tatsächlichen Wert. Ich habe hier in meinem Labor mir der RN-Motor schon einige Versuche gefahren.

Habe mir die Schaltwandlerschaltung von sprut.de angesehen, insbesondere den 150W Typ, da könnte die Lösung liegen.

Der Schaltwandler sollte gehen. Wenn es um Viel Leistung geht, sollte der Trafo mit Gegentakttreiber weniger Verluste haben, dafür aber eine feste Ausgangsspannung ohne Regelung. Im Zweifelsfall sollte der Trafo auch kleiner sein.

vielleicht hilft das :

elv.de unter artikel 68-663-57

die sind nicht schlecht.

gruss