Hur dubblar man spänning?

[thepirateboy]

Först måste du bestämma dig om källan är ett batteri eller solcell.

Att "transformera" en så liten spänning från en solcell är verkligen inte enkelt.
Det finns färdiga kretsar som klarar det.

Är det däremot ett batteri så är det inte så svårt.

[prototypen]

Visst går det, jag ska skrämma upp 1,8-3,0 V (från en knappcell) till 5-28 V med en MAXIM switchregulator, en 2-3 mA ut.

Protte

[Nerre]

12 V 10 mA innebär att 2 V-källan måste orka ge mer än 60 mA (för du kommer ha lite förluster).

Om du nu redan har en bestämd solcell du skall använda så ser du ju om den klarar att driva cirka 100 mA.

[sodjan]

Lite generellt att läsa:

http://en.wikipedia.org/wiki/Boost_converter
http://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_multiplier
http://en.wikipedia.org/wiki/Charge_pump
http://en.wikipedia.org/wiki/Buck-boost_converter
http://en.wikipedia.org/wiki/Switched-mode_power_supply
http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/2031
https://www.nipron.co.jp/english/produc ... ia/1_3.htm

Vilket som är rellevant i just ditt fall är svårare att säga med det vi vet.

[Paxmax]

En tänkbar metod är en s.k "boost" koppling med en induktans, diod och transistor.

I denna ENKLA skiss är bara topologi'n presenterad, inte själva regleringen.

1. I den avlånga rutan kommer det en positiv spänningspuls som öppnar T1
2. Strömmen ökar "långsamt" p.g.a trögheten i L1 tills den är ordentligt laddad.
3. T1 stängs av.
4. L1 dumpar sin tillfälligt lagrad energi genom D1 och lagrar det i C1.
5. L1 tömd på energi.
6. repetera 1-5 tills regulatorn känner av att C1 uppnått 12V.
7. när spänningen på C1 sjunkit under 12V "goto" 1.

[arvidb]

Hmm.. Jag känner tydligen inte till hur man ska formulera sig enligt kotym här.
Ber ödmjukast om ursäkt för detta.

Hej Qualmos! Det finns ingen anledning att be om ursäkt; vissa här (faktiskt oftast de som är allra mest erfarna och som har varit mest aktiva) har lite svårt att förstå att folk är nybörjade ibland. Försök ignorera syrligheterna och försök svara på alla frågor, och så kan vi väl hoppas att de som ställer frågorna också försöker bli lite bättre på att förklara varför de ställer sina frågor. Men både sodjan och icecap är j-igt duktiga!

I vilket fall...

En switchregulator bygger på "strömtrögheten" hos induktanser ("spolar") - när en ström väl har börjat gå genom en sådan så vill den fortsätta att gå. Kan den inte det, för att man t.ex. kopplar loss induktansen, så stiger spänningen över den. "Strömtrögheten"/induktans mäts i Henry (H). Du kan se detta genom att t.ex. koppla in ett batteri (1,5 V) till en spole m.h.a. lösa sladdar och sedan ta bort ena anslutningen till spolen - det kommer att blixtra till, vilket kräver en ganska hög spänning (betydligt mer än batteriets 1,5 V).

Så man (switchregulatorn) ser till att en ström börjar gå genom en spole genom att t.ex. koppla in den till en solpanel, och sedan växlar man bort induktansen från strömkällan och över till t.ex. en kondensator. Den kommer då att "trycka" in ström i kondensatorn. Varje gång man gör detta så kommer spänningen över kondensatorn att stiga. Spänningen över kondensatorn är bara beroende av hur mycket ström som har "tryckts" in i den - det spelar ingen roll vilken spänning som solpanelen som satte igång strömmen genom spolen har.

Allt detta i teorin. Lite mer problematiskt i praktiken. Som vanligt.

Switchregulatorn heter just switchregulator eftersom den switchar fram och tillbaka så här. Den håller också koll på utspänningen och ser till att pumpa in lagom mycket ström för att hålla utspänningen på inställd nivå. Det kan vara lite meck att bygga en switchregulator - det finns färdiga kretsar för detta men de behöver en del kringkomponenter (induktanser och kondensatorer bl.a. ) av rätt värde, och man brukar få räkna en del och behöver kunna göra en del avvägningar.

Om du är ny på detta med elektronik så tycker jag att du ska börja labba med en linjär regulator (som tar ner en högre, instabil spänning till en bestämd nivå). De är mycket enklare, men även här kan man "släppa ut röken" om man inte tänker på allt.

Edit: glömde ju skriva att Paxmax krets ovan är ett typexempel på just det som jag beskriver, och ett perfekt schema att titta på samtidigt som du läser min beskrivning! Switchregulatorer brukar kallas "boost converter" om de switchar upp spänningen, och "buck converter" om de switchar ner spänningen. Finns förstås även buck-boost som kan göra både och.

[blueint]

För att ändra spänning eller ström används oftast en reservoar av energi som t.ex kondensator eller spole. En kondensator tar den spänning den har vid laddning. Lägger man sedan ihop två stycken så får man dubbla, med tre kondensatore kan man få 3x spänningen osv..
För spolar låter man ström gå igenom tills den är "full" dvs magnetisk mättad. Vid urladdning kommer spolen att öka utspänningen tills den får igenom samma ström den hadde vid uppladdningen.

Så en riktigt enkel omvandlare kan du bygga med ett växlande relä och en spole eller transformator.

Gissar att trådskaparen vill åt principen snarare än en specifik design. Varvid man pratar förbi varann.

[Nerre]

Problemet här var väl att Qualmos skrev "dubbla". Dubblar man 2 V kan det aldrig bli 12 V... Det blir alltid 4 V. Enkel matematik.

[snigelen]

Var det ett problem? Så du förstod inte vad ha menade med detta:

> Inläggsrubrik: Hur dubblar man spänning?
> Inlägg: Hur transformerar man enklast 2 volt DC upp till 12 volt?

I och för sig två olika frågor, men knappast svårt att förstå vad han menar.

Tyvärr är det väl så att "dubbla" nästan har blivit synonymt med multiplicera. Så inläggsförfattaren tänker sig nog att få till en "sexdubbling" av de två volten, som det heter på kvällstidningssvenska. (Vilket naturligtvis blir 128 volt, men skitsamma).

[Nerre]

Jo, JAG förstod vad han var ute efter. Men jag förstår också att andra kan ha missuppfattat eller tyckt att det var otydligt.

[MadModder]

Vet inte riktigt hur hög spänning man kan plocka ut ur den här, men det är ju alltid en början Joule Thief
Kan den driva en vit lysdiod, så borde den kunna driva lite logik som fixar styrning till en kraftigare boostregulator.

Den är inte alldeles olik första delen av en kamerablixtkrets, vilken man får några hundra volt ur. Linda ihop spolen lite annorlunda bara...

[HUGGBÄVERN]

Oj ... trampat i bålgetingboet på första försöket ... jag sympatiserar med dig.

Vad har du fått för svar??
Vad skulle jag svara??? Jo, att det fattas information. Spänningen du ska "transformera", är det lik- eller växelspänning? Är det en signalspänning eller matningsspänning.
En signalspänning (AC/DC) förstärker man med en (operations)förstärkare eller i extremfall någon sorts lågdriftförstärkare (chopperstabilisread).
En matningssmänning får ju gå in i någon sorts omvandlare/laddningsregulator. Just omvandlare (DC/DC) finns ju dels att köpa färdigta (någonstans tror jag), eller kan byggas av dedikerade kretsar; Linear Technology är stora på sådant.

[Borre]

Med tanke på svaren från trådskaparen på föregående sida tycker jag det verkar som han bara vill lära sig hur det fungerar, inte vill ha en färdig lösning för en specifik uppgift. Han vill helt enkelt veta hur man får upp 2V från en solcell eller batteri (DC då såklart) till 12V och 10mA, bara som ett exempel för att lära sig hur det fungerar.

[HUGGBÄVERN]

Håller med.
Dock, inte för att lägga sordin på löken, finns det ett litet problem. Att "steppa upp" spänningar kräver någon sorts halvledare och en (bipolär) transistor har ju ett framspänningsfall på ca 1V varför 2V tillgänglig spänning kan vara jobbigt att leka med. Om det ginge att seriekoppla fler element och få en spänning på 5-6V blir allt så mycket enklare.

[Borre]

Visst blir det krångligare med låg inspänning. Men en snabb koll hos Linear hittar man 15st step-up (med en utgång) som klarar inspänning på 2V eller lägre och samtidigt minst 12V ut, hälften av dessa klarar inspänning på 1V eller lägre.