Aus 6 Volt 12 Volt machen?
Hallo,
ich habe mir schon seit langem die Frage gestellt ob man sich nicht eine Schaltung bauen könnte, in welche man 6 Volt einspeist und durch ihre Bauteile die Spannung auf 10-12 Volt erhöhen kann. Welche Bauteile benötigt man dafür und wie muss ich diese berechnen? Die Schaltung soll mit Gleichstrom betrieben werden.
6 Antworten
Hallo Simot,
ich erkläre dir mal das zugrunde liegende Prinzip, aus einer Gleichspannung von z.B. 6 Volt eine beliebige andere Gleichspannung zu machen.
Da man eine Gleichspannung nicht mit einem Trafo transformieren kann, der benötigt nämlich eine Wechselspannung bzw. ein wechselndes Magnetfeld, besteht der erste Schritt darin, die Gleichspannung so zu verändern, dass sie transformiert werden kann.
Dazu benötigst du eigentlich nur einen Schalter, der den Gleichstrom in kleine "Portionen" zerhackt. Dieses zerhacken kann mit einem Schalter geschehen, der pro Sekunde z. B. 50 mal den Strom unterbricht, wieder fließen lässt, wieder unterbricht....
Das bekommst du von Hand natürlich nicht hin, deshalb hat man früher elektromechanische Zerhacker verwendet, die zwar gut funktionierten, aber wie jede Mechanik einem Verschleiß unterlagen. Deshalb hat man mit der Erfindung des Transistors die Möglichkeit gehabt, einen kleinen, schnellen elektronischen Schalter in Form eines Transistors einzusetzen, dessen Schaltfrequenz über einen Oszillator gesteuert wurde.
Die zerhackte Gleichspannung ist eigentlich nichts anderes als eine rechteckförmige Wechselspannung, mit der du einen Transformator speist. Durch das Wicklungsverhältnis von Primär- und Sekundärwicklung bestimmst du jetzt, um welchen Betrag diese rechteckförmige Wechselspannung hochtransformiert werden soll.
Jetzt benötigst du nur noch einen Gleichrichter, der die Wechselspannung in eine gepulste Gleichspannung wandelt und einen Ladeelko, und du hast deine neue, höhere Gleichspannung.
Wenn du die neu erzeugte Gleichspannung unabhängig von Laständereungen machen möchtest, benötigst du jetzt nur noch eine Rückkopplung von der Ausgangsseite zum Schalttransistor. Über diese Rückkopplung steuerst du die Zeit, die der Schalter pro Periode geschlossen bleibt. Dieses Verfahren verändert also das Puls-Pausenverhältnis und somit den Energiegehalt des magnetischen Wechselfeldes im Trafo.
Heute gibt es dafür integrierte Schaltkreise, die das alles perfekt erledigen, die Schaltfrequenzen liegen im kHz-Bereich oder sogar schon im MHz-Bereich. Genannt wird diese Technik je nach Anwendung DC-DC-Wandler oder je nach dem, ob die zu erzeugende Gleichspannung höher oder niedriger als die Eingangs-Gleichspannung ist, Step-up oder Step-down Wandler oder Converter.
Es ist jetzt deine Entscheidung, ob du den ganzen Kram noch einmal in der einfachsten Variante diskret mit Transistor, Diode, Widerstand, Kondensator und Trafo nachbauen möchtest oder doch moderne Bauelemente verwenden willst....oder sogar fertige Module.
Alle folgenden Links nach dem ersten sind von mir verändert worden, da man bei GF nur einen Link posten darf. Ersetze das von mir vorangestellte x durch www oder das y durch http, kopiere den Link in die Adresszeile deines Browsers und alles funktioniert wieder.
Preiswertes Modul (aus China, es gibt auch europäische Importeure):
Weil das alles mit der Zerhackertechnik angefangen hat:
y://de.wikipedia.org/wiki/Zerhacker_%28Elektrotechnik%29
Passend zu meiner Erklärung:
x.nuconverter.de/nucprinzip.html
Falls du noch fragen hast, kannst du dich gerne melden.
Grüße, Dalko
Für kleinere Leistung gibt es wunderbare IC´s, zum Beispiel den MC 34063 von ON-Semiconductor, wenn es etwas kräftiger sein soll, dann kann man die 5-beinigen step-up Konverter LM 2577 oder LM 2587 nehmen. Hier das Datenblatt: http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/nationalsemiconductor/DS012316.PDF Ich würde die Schaltung in Figur 3 nehmen. Bitte beachte, daß es sich um die adj.- Version handelt, die Widerstände R1 = 1 kiloohm und R2 = 220 ohm müssen verwendet werden. Als Spule kann man eine Triac-Entstördrossel nehmen, die Diode 1N5820 sollte durch eine SB 520 oder SB 540 ersetzt werden. Die gehen besser. Die Werte im Schaltbild sollten nicht unbedingt zum Einsatz kommen. Die Elektrolytkondensatoren Cin und Cout sollten 1000 uF/25V haben. Der Grund dafür ist der niedrigere Innenwiderstand. Ein von mir so gebauter Konverter läuft seit einigen Jahren in einem Käfer.
Hmm... kommt drauf an wie hoch der Stromfluss sein soll. Gibt IC's die dir das machen können, aber nur kleine Ströme. sonst gibt es viele Möglichkeiten. Du kannst dir eine Spannungskaskarde (ähnlich Marx, nur halt Dioden) bauen... da kannst du ohne allzu großen Verlust transformieren. Es gibt effizientere Schaltungen, ja. Aber dafür ist das eine recht simple, stabile und universelle Möglichkeit.
Weil das nicht funktioniert, es muss immer ein wechselndes Magnetfeld produziert werden !
Wieso Magnetfeld?
Aber richtig, du musst irgendwie einen pulsierenden Gleichstrom erzeugen. Ist aber nicht schwer
Kauf dir einen fertigen DC/DC-Wandler. Mit diesen Standardspannungen gibt es die zu hauf und in vielen verschiedenen Bauformen.
Dafür gibt es DC/DC Schaltregler (Step Up converter). Zum Beispiel http://www.ebay.de/itm/2-5W-Mit-ON-OFF-EN-Switch-DC3-6V-To-12V-Step-up-Boost-Converter-Power-Modul-Neu-/171746412783?pt=LH_DefaultDomain_77&hash=item27fce248ef
Aber das geht nicht bei Gleichspannung!