Wie reduziere ich die Spannung UM einen bestimmten Wert am besten?

Hallo,

ich habe folgendes Problem und bräuchte nen Ratschlag wie ich es am besten lösen kann:

Ich möchte verschiedene Kameraobjektive per Arduino steuern, die aber jeweils zwei verschiedene Betriebsspannungen benötigen: Nikon/Canon Vmotor = 6V, Vlogic = 5V und FT/mFT Vmotor = 4.3V, Vlogic 3.0V. Es ist aber immer nur ein Objektiv angeschlossen (die Logikschaltungen über einen level shifter).

Ich verwende einen DC-DC buck converter um die 12-15V Batteriespannung auf Vmotor von 6V oder 4,3V zu wandeln. Der buck converter wird durch den Arduino auf eine der beiden Spannungen eingestellt.

Jetzt muss ich "nur" noch von dieser Spannung eine weitere um ca. 1-1,3V niedrigere abzweigen... und das ist das Problem.

  • Ein einfacher Widerstand oder Spannungsteiler geht nicht, da die Objektive im Betrieb unterschiedlich viel Strom ziehen (auch die Logikschaltungen).

  • Ein linearer Spannungsregler (oder Schaltregler) arbeitet unabhängig von der Eingangsspannung - was ich ja hier gerade nicht brauche.

  • Für einen zusätzlichen buck converter habe ich im Projekt keinen Platz. Außerdem erscheint mir das unnötig, da die Logikschaltungen ja nur wenig Strom brauchen.

Also, ich möchte eine Spannung unabhängig von der Eingangsspannung oder Last um einen festen Wert reduzieren. Gibt es da ein einfaches integriertes Bauteil (ähnlich eines LM317)?

2 Dioden ca. 1,4v

Es gibt doch Mini DC DC Stepdown Regler, davon 2 Stück sollte doch passen.

Danke für die wirklich schnellen Antworten :slight_smile:

@ardubu Da war ich mir bis jetzt nicht sicher, dass das wirklich so einfach geht. Also zwei Dioden in Serie in den Stromkreis und ich bekomme einen Last- und Spannungsunabhängigen Spannungsverlust?

Nur zum Verständnis: Liegt das an der festen Gegenspannung am P-N-Übergang in der Diode?

@HotSystem Dann muss ich den zweiten buck converter auch wieder über den Arduino steuern, zwei mal Kabel/Leiterbahnen legen, hab eine zweite Quelle für Spannungsschwankungen (mit einer anderen Frequenz), muss zwei Werte kalibrieren, im Programm darf zwei Mal kein Fehler sein sonst grillt es mir das Objektiv,....

Außerdem ist nicht wirklich Platz für nen zweiten Converter.

Psyco:
Nur zum Verständnis: Liegt das an der festen Gegenspannung am P-N-Übergang in der Diode?

Eigentlich heist die Spannung Durchlaßspannung aber ansonsten ja.

Grüße Uwe

Psyco:
Nur zum Verständnis: Liegt das an der festen Gegenspannung am P-N-Übergang in der Diode?

Theorie: Die Durchlaßspannung folgt einer nichtlinearen Kennlinie, so daß man sie nicht als fest bezeichnen kann. Bei geringen Strömen ist auch die Durchlaßspannung klein. Der Lastwiderstand muß daher einen minimalen Strom gewährleisten, um die 0,7 V zu erreichen. Auch die 0,7 V sind nicht konstant, sondern erhöhen sich geringfügig bei größerem Strom.

Praxis: Beim Umschalten liegt kurzfristig die volle Spannung um Lastwiderstand. Sollte der Lastwiderstand diese Spannungsspitze nicht vertragen können, hilft ein kleiner Kondensator.

Ich hoffe, zum Verständnis einen Beitrag geleistet zu haben.

Danke noch mal für die guten Antworten -> Verständnis 1up :slight_smile:

Man kann für das Problem der Reduktion der Spannung um einen festen Wert einen negativen Spannungsregler nehmen. Siehe Schaltbild:


Quelle: http://www.weli.org/themen/technik/Licht/elektronik-lichttechnik-details.html

Das versteh ich jetzt nicht ganz, wie soll diese Schaltung denn den spannungsunabhängigen 1V-drop erzeugen?

Psyco:
Also, ich möchte eine Spannung unabhängig von der Eingangsspannung oder Last um einen festen Wert reduzieren. Gibt es da ein einfaches integriertes Bauteil (ähnlich eines LM317)?

Wenn Du weniger, als 15mA brauchst, gibt es die Shunt Spannungsregler:
http://www.mouser.de/new/maxim-integrated/maxim-max6138/
di gibt es in 1,2205V, 2,048V etc...

Psyco:
Das versteh ich jetzt nicht ganz, wie soll diese Schaltung denn den spannungsunabhängigen 1V-drop erzeugen?

Es war allgemein gedacht. Mit einem 7905 bekommt man natürlich eine 5V-Differenz und keine 1V. Hier müsste man einen LM337 bemühen, der 1,25V schafft.

@RIN67630 Nee, definitiv mehr als 15mA - eher 200+mA.

@Theseus Das mit den 5V war mir klar (ich hab mir das Datenblatt zum 7905 durchgelesen), aber wie bau ich das in eine Schaltung ein, sodass ich Vin -> Vin-1V (oder Vin-5V) bekomme? Diese Spannungsregler regeln ja wieder auf einen festen Ausgangswert.

Psyco:
Das versteh ich jetzt nicht ganz, wie soll diese Schaltung denn den spannungsunabhängigen 1V-drop erzeugen?

Gar nicht; die Schatung erzeugt eine Spannungsverminderung um 5V wegen des 5V Reglers.

Grüße Uwe

Das mit den 5V war mir klar (ich hab mir das Datenblatt zum 7905 durchgelesen), aber wie bau ich das in eine Schaltung ein, sodass ich Vin -> Vin-1V (oder Vin-5V) bekomme? Diese Spannungsregler regeln ja wieder auf einen festen Ausgangswert.

Vout = Vin -5V mit der Schaltung in #7.
Am Pin output kommt gegenüber Masse eine um 5V kleinere Spannung als Ub heraus.
Grüße Uwe

Ok, danke! Negative Spannungsregler kannte ich bis jetzt noch nicht, aber dann ist das wohl genau die Lösung die ich brauche :wink:

Hattest Du dich nie gefragt wie man negative Spannungen für eine symmetrische Spannungsversorgung stabiliert? :wink: :wink: :wink: :wink: :wink:

Irgend wie kam das bis jetzt nie vor, da die gesamte "Arduino"-Elektronik immer mit +V und GND arbeitet :wink:

Aber so langsam dämmerts...

...nur, in der Schaltung (Post #7) fließt ja jetzt direkt Strom von V+ nach GND, über den Spannungsregler. Wird da dann nicht viel Energie in Wärme umgesetzt? Vor allem wenn am Output keine Last hängt. Und wie wird die Stromstärke da begrenzt?

Wie bei allen positiven Spannungsstabilisatoren funktioniert es auch bei den negativen. Die Verlustwärme ist der Spannungsabfall zwischen Eingang und Ausgang mal Strom.

Im speziellen: in der Schaltung von #7 ist die Verlustleistung (UB-5V)*Iout. (Eingangsspannung ist UB und die Ausgangsspannung ist 5V)
Zeichne einige Spannungspfeile ein und schreibe die Spannung dazu. So wirds klarer.

https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/komplexere-schaltkreise/kirchhoffsche-gesetze

Grüße Uwe

? ? ?

Die Ausgangsspannung ist doch UB-5V, nicht 5V.

Die Verlustleistung müßte doch 5V*ItoGND sein, denn das ist der Teil der über den Spannungsregler direkt nach GND fließt. Wobei mir nicht ganz klar ist, wie groß ItoGND ist.