Maar je hoeft niet noodzakelijk een transfo te gebruiken. Voor kleine vermogens kan dit zonder transfo, maar met twee condensatoren. De bedoeling hier was 9V 5mA te leveren aan een display die een gescheiden voeding nodig had (eerste afbeelding rechts)

De schakeling is complexer geworden dan wat ik dacht, maar is geëvolueerd uit een simpele multivibrator. Overigens kan je hetzelfde bereiken met een CD4096 (hex invertor), maar ik had er geen bij de hand (echte IC's in DIL uitvoering worden moeilijk te verkrijgen).

De schakeling is complexer geworden dan wat ik oorspronkelijk voor ogen had, en misschien had ik toch beter gewacht op die bestelling van conrad.be...

We hebben eerst een traditionele astabiele multivibrator. De twee diodes dienen om de transistoren op lange termijn te beschermen: NPN transistoren houden niet van te negatieve pulsen op hun basis en met een voedingspanning van 14 à 15V zijn dat spanningspieken die de emitter-basis overgang in geleiding brengen (de basis-emitter overgang is een zenerdiode die niet als zenerdiode wilt werken). Op termijn kunnen die spanningspieken de transistor beschadigen. Hetzelfde is natuurlijk ook geldig voor PNP transistoren (positieve pulsen).

Met condensatoren van 820pF bedraagt de frekwentie 1.2kHz. De frekwentie hangt af van de voedingspanning, maar door de extra trap niet van de belasting.

De multivibrator heeft ook een dubbele bootstrap (dat zijn de twee elko's van 100µF). Ze veranderen niet de werking van de multivibrator maar zorgen ervoor dat de uitgang van de multivibrator de volledige swing kan doen. Je ziet een dergelijke bootstrap soms in audioversterkers die met discrete componenten zijn gebouwd.

De uitleg is eenvoudig en wordt gegeven aan de hand van de tweede transistor. Geen probleem als de transistor in geleiding is: de collectorspanning is nagenoeg 0V. Als die uit geleiding gaat wordt de spanning op de collector positief, maar gaat niet tot aan de voedingspanning omdat er stroom geleverd moet worden aan de derde en vierde transistor (totempaal). De spanning stijgt wel, maar niet tot de voedingspanning, zeker als de totempaal stroom moet leveren. Door de condensator van 100µF wordt de spanningstijging op de uitgang van de totempaal terug gebracht naar de multivibrator zodat de spanning op die plaats kan stijgen tot boven de voedingspanning. Onbelast heeft de bootstrap geen nut, maar zijn effect stijgt met een stijgende belasting.

De skoop geeft het beeld op punt B: we zien dat de spanning keurig van 0.6V naar 14.4V gaat (de voedingsspanning bedraagt hier 15V). De 0.6V die we aan beide kanten verliezen is de emitter-basis spanning in de totempole.

De totempaal is toegepast in de vorm die we kennen bij audio versterkers. Er is hier geen voorpolarisatie nodig om de overnamevervorming te beperken, want dat is niet nodig: de uitgang schakelt continu van positief naar negatief. De totempool dient om de zeer lage stroom die de multivibrator kan leveren te verhogen.

De galvanische scheiding wordt hier bereikt door de condensatoren. Ik gebruik hier geen elko's omdat ik niet weet of de spanning positief of negatief kan worden. De stroom die de omvormer kan leveren is voornamelijk beperkt door de condensatoren (hier hebben we eigenlijk te maken met een condensator van 0.5µF). De omvormer kan een stroom van 5mA leveren bij een spanning van 10V.

Ik gebruik hier bewust condensatoren van lage waarde, zodat die als verliesvrije weerstand kunnen dienen (264Ω in totaal), maar ook om common mode storingen te onderdrukken. Als het toestel dat gevoed moet worden een galvanische scheiding nodig heeft, dan kunnen storingen de werking van het toestel storen.

Het rendement van de schakeling is zeer hoog: het eigenverbruik van de schakeling bedraagt 1.1mA en stijgt niet met de belasting. Andere schakelingen die een dubbele op-amp gebruiken als multivibrator hebben een eigenverbruik van ongeveer 3mA en door het ontbreken van een bootstrap is de uitgangspanning lager.

Met deze schakeling kan je ook een negatieve spanning maken: de wijziging staat hierboven. Het enig verschil is dat de positieve uitgang met de massa is verbonden, waardoor de uitgangspanning negatief wordt. Omdat men hier geen rekening moet houden met common mode storingen is de waarde van de koppelcondensatoren verhoogd tot 100µF. Deze schakeling is echter niet meer kortsluitvast.

Een andere schakeling om een negatieve spanning op te wekken (voor een RS-232 verbinding) staat hier: negatieve spanning voor een RS-232 verbinding. Deze schakeling werkt op 5V, de spanning voor een processor. De schakeling levert -2mA, voldoende voor een RS-232 verbinding die normaal een afsluitweerstand van 4.7kΩ heeft.