Negativespannung mit CD4047 und Ladungspumpe
Nachdem ich beim letzten mal die IS CD4047 vorgestellt habe möchte ich heute eine kleine praktische Anwendung zeigen.
Es wird in diesem Artikel um eine Ladungspumpe gehen, mit der aus einem Rechtecksignal, wie es die Astabile-Kippstufe, aufgebaut mit der IS CD4047, liefert eine negative Hilfsspannung erzeugt wird.
Häufig ist es nötig eine solche Hilfsspannung mit geringer Belastbarkeit zu verwenden, z.B. um bei einem OpAmp Signale um 0V zu verarbeiten obwohl nur eine positive Versorgungsspannung zur Verfügung steht. Dazu werden zusätzlich zu der Grundschaltung der Astabilen-Kippstufe Abbildung 1 noch vier weitere Bauteile, zwei Dioden und zwei Kondensatoren, benötigt.
Der erweiterte Schaltungsaufbau ist in Abbildung 2 dargestellt.
Die erzielbare Spannungshöhe lag, bei meinen Experimenten, bei ca. 3,8 V wobei die Eingangspannung 4,5 Volt betrug.
Diese Differenz ist leicht erklärbar, die Spannungshöhe der negativen Hilfsspannung muss niedriger sein, da die Flussspannungen der Dioden von der Eingangsspannung abzuziehen sind. Der Spannungsabfall pro Dioden beträgt ca. 0,3 V (Schottky Diode, bei einer 1N4148 beträgt die Flussspannung ca. 0,7 V) somit ergibt sich rein Theoretisch eine Spannungsverringerung von Eingangs- zu Ausgangsspannung von ca. 0,6 V. Vergleicht man das mit den genannten Werten ist die Höhe der Ausgangsspannung bei einer Eingangsspannung von 4,5 V realistisch.
Ein Nachteil ist die Belastbarkeit dieser Spannung, durch die Spezifikation der IS CD4047 ist diese auf ca. 2 mA begrenzt. Werden höhere Ströme benötigt ist die Verwendung der IS ICL7660 (ca. 18 mA) oder die Verwendung eines NE555 als Astabile-Kippstufe (ca. 200mA) zu empfehlen.
Links
- Weiterführende Information zur Spannungsinvertierung mit Ladungpumpe finden sich hier (
).
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