Hi Leute, gibt es irgendeine Möglichkeit mit kaskadierten Transistoren eine Stromquellenschaltung zu machen, ich komm auf keine sinnvolle Idee. Ich hab auch keinen Transistor gefunden, der 10kV von Haus aus kann...
Stromquelle bei 10KV? was für eine Verlustleistung soll denn da rauskommen?
ASZ18 schrieb: > Hi Leute, > gibt es irgendeine Möglichkeit mit kaskadierten Transistoren > eine Stromquellenschaltung zu machen, ich komm auf keine sinnvolle Idee. > Ich hab auch keinen Transistor gefunden, der 10kV von Haus aus kann... Bei einer Stromquelle soll ja eigentlich der Spannungsabfall an der Elektronik eher gering sein. Also müsste man dort auch mit geringer spannungsfesten Transistoren auskommen. Man muss dann aber im Betrieb darauf achten, das der (im Prinzip für KSQs normale) Kurzschlussfall nicht auftritt. Gruss Harald
Das müsste mit so einer Kaskade eigentlich gehen: http://www.mikrocontroller.net/attachment/47306/Kaskade.png Der untere Transistor wird als Stromquelle beschaltet, die oberen sorgen dann für die Spannungsfestigkeit. Ich hab das aber noch nicht selber ausprobiert.
Ich würde eine "primär" geregelte Stromquelle (HV DC/DC Konverter) verwenden, dann brauchst Du keinen Hochspannungs Transistor/FET
@ ASZ18 (Gast) >gibt es irgendeine Möglichkeit mit kaskadierten Transistoren >eine Stromquellenschaltung zu machen, Kann man machen. hab ich vor einiger Zeit mal skizziert. Beitrag "Re: Transistor für 2000 V 1 mA gesucht" Das Ganze geht auch im Analogbetrieb. Been there, done that. >ich komm auf keine sinnvolle Idee. >Ich hab auch keinen Transistor gefunden, der 10kV von Haus aus kann... Gibt es auch nicht. AFAIK sind die besten zur Zeit verfügbaren MOSFETs bzw. IGBTs bei 2500V. Es gibt auch ein paar bipolare für 2kV. Aber vielleicht ist eine geregelte Diodenkaskade der sinnvollere Ansatz. MFG Falk
> AFAIK sind die besten zur Zeit verfügbaren MOSFETs > bzw. IGBTs bei 2500V. Es gibt auch ein paar bipolare für 2kV. As far as you know... But you obviously don't know very far... http://www.abb.de/product/db0003db004291/c125739900722305c1256f18002dfee0.aspx?productLanguage=ge&country=DE&tabKey=2
Since Iam not Moses, I don't have to know everything, my little smartass. Besides, I doubt it that the OP want to use such a heavy module, heavy in weight and price.
> http://www.abb.de/product/db0003db004291/c12573990...
Na ja, da es bei der Stromquelle ja nur um Milliampere gehen kann, schon
wegen der Verlustleitung, werden diese Transistoren das schon im
gesperrten Zustand als Leckstrom voll durchlassen.
Aber gerade wegen der Verlustleistung kann sowieso eine stufenweise
Schaltung (bis 1000V aus diesem Zweig, bis 2000V aus jenem Zweig, ...
bis 10000V aus dem letzten Zweig) notwendig sein. Die Frage geht dann
nicht nach Transistoren, sondern nach den Dioden, und die ist einfacher
zu beantworten.
Es soll wohl auch noch Röhren geben. Warum die Angst davor?
Danke mal für die Antworten, es geht nicht um ein paar Milliampere sondern um 5A, allerdings nur sehr schmale Pulse, sodass die mittlere Verlustleistung im Rahmen bleibt. Röhren fallen daher leider aus. Problem bei den Kaskaden ist, dass sich die (Schalt-)zeiten der Transistoren addieren
Es wäre wie immer VOLLKOMMEN unsinnig, sich über Netiquette zu informieren und Gott bewahre sie auch anzuwenden . . .
Falk meint du hättest gleich alle Infos auf den Tisch legen sollen. Strom, Frequenz, Duty-Cycle, welche Anwendung.
Ach so, ja ok, tut mir leid... Dutycycle 10Hz, Spannung max. 10kV, Strom 5A Das wird zum schalten schon happig, das problem an der Sache ist jetzt, dass bei der Geschichte die Flankensteilheiten variabel sein sollen. (500ns bis 2us) Im kleinen würde man vielleicht nen Kondensator mit ner Stromquelle laden und nen Emitterfoger nachschalten. Daher die Frage, ob man für 10kV eine Stromquelle bauen kann (OK, ich gebe zu, die müsste in diesem Fall auch die 5A nicht können...) Damit ist es aber nicht getan, denn man bräuchte auch einen Emitterfolger für diese Spannung -> nächstes Problem Von gegentakt für die fallende Flanke will ich mal noch garnicht reden. Ich hab mal eine Simulation gemacht mit einer geregelten "Zehnerdiode" bestehend aus Mosfet, Spannungsteiler und OP, das geht zwar, ich komm aber nicht unter 500ns Flankensteilheit, da es doch einen unterschied macht ob man schaltet oder irgendwo grad so an der Schwellspannung rumregelt. Wenn man solche Subschaltungen nun kaskadiert müsste man die ja parallel mit dem stellwert beaufschlagen, da hab ich als nächstes das Problem, wie krieg ich den Analogwert auf das zugehörige potenzial. Eine Röhre könnte wohl die Spannung, aber mit dem Strom wirds wohl probleme geben, wenn die Abmessungen endlich sein sollen.
@ASZ18 (Gast) >Dutycycle 10Hz, Kaum. Das ist eine Frequenz. >Spannung max. 10kV, Strom 5A Hmm. Rechteckpulse? 10kV und 5A gleichzeitg? Das wären satte 50kW. >Das wird zum schalten schon happig, das problem an der Sache ist jetzt, >dass bei der Geschichte die Flankensteilheiten variabel sein sollen. >(500ns bis 2us) Tja, dann mal los. >Im kleinen würde man vielleicht nen Kondensator mit ner Stromquelle >laden und nen Emitterfoger nachschalten. Tolles Konzept, nur keine Sekunde für diese Parameter brauchbar. >Daher die Frage, ob man für 10kV eine Stromquelle bauen kann Kann es sein, dass du Strom un Spannung nicht auseinanderhalten kannst. Und damit sinken deine Chance, sowas zu bauen, exponentiell. >Von gegentakt für die fallende Flanke will ich mal noch garnicht reden. Wovon redest du dann überhaupt? Was für eine Super-Duper-Anwendung soll das denn werden? >Eine Röhre könnte wohl die Spannung, aber mit dem Strom wirds wohl >probleme geben, wenn die Abmessungen endlich sein sollen. Von nix ist nix. MFG Falk
Falk Brunner schrieb: > Wovon redest du dann überhaupt? Was für eine Super-Duper-Anwendung soll > das denn werden? Vielleicht ein Hochleistungslaser? Gruss Harald
>Eine Röhre könnte wohl die Spannung, aber mit dem Strom wirds wohl >probleme geben, wenn die Abmessungen endlich sein sollen. Natürlich können Röhren das. Ich hab mal in die Tabelle geschaut. Zum schalten kannst ein Stromtor nehmen. Die S 15/5d mit 15000V bei 5000mA oder die S 15/80i mit 15000V und 80A oder die S 15/325i III mit 15000V und 325A. Reicht das? Mußt nur noch den Strom begrenzen. Gaaaanz einfach!
Fuer solche Geschichten gibt's den Behlke. Dort kaufen auch Leute, die schon lange im Business sind und es eigentlich fast koennten. So nebenbei. Bei 10Hz, 500ns & 5A ist der durchschnittliche Ladestrom 1uA, was bei 10kV immerhin eine Spitzenleistung von 10mW ergibt. Das wuerde bedeuten zum Laden eine lineare Kaskade mit 100 Bipolaren in Serie waere von der Leistung her machbar.
Ja natürlich sind die 10Hz eine Frequenz... es gilt nicht das was ich sage, sondern das was ich meine! Schalten wie gesagt hat dann halt keine variablen Flankensteilheitn, die sind dann halt wie sie sind, vielleicht kann man ein bischen umeinanderbiegen, aber mit einstellen is da nicht viel. Ja sind 50kW. Behlke kenn ich... Die Grundsätzliche frage lautet, ob das überhaupt irgendwie realisierbar ist, sei es mit ner Stromquellenschaltung oder mit einer geregelten Spannungsquelle, damit man da irgendwie einen Rampensollwert in groß abbildet. @ Falk: Spar Dir bitte die überspitzen Formulierungen.
@ ASZ18 (Gast) >Ja natürlich sind die 10Hz eine Frequenz... es gilt nicht das was ich >sage, sondern das was ich meine! Mit dieser Einstellung darfst du gern Selbstgespräche führen. Aber bitteschön nicht erwarten, dass andere Leute mit dir reden, geschweige denn dir helfen können. >Ja sind 50kW. >Behlke kenn ich... Na dann sind doch alle Probleme gelöst. >Die Grundsätzliche frage lautet, ob das überhaupt irgendwie realisierbar >ist, sei es mit ner Stromquellenschaltung oder mit einer geregelten >Spannungsquelle, damit man da irgendwie einen Rampensollwert in groß >abbildet. Dein Problem ist immer noch, dass du autistisch in deinen Bart brabbelst. Mit deinen Fragmenten von Informationen kann dir keiner eine sinnvolle Antwort geben. Sollte Technikern eigentlich klar sein, aber Autismus sei "Dank" wird halt immer nur in den Bart gebrabelt. Beschreibe deine Anwendung UMFASSEND mit klaren Zahlen, dann reden wir weiter. Wie soll der Puls aussehen? Pulsbreite, Frequenz, Anstiegszeit? Wie sieht die Last aus? Etc. Siehe Netiquette. >@ Falk: Spar Dir bitte die überspitzen Formulierungen. Nö. MfG Falk
Daten: Ausgangsspannung 10kV Flankensteilheit variabel von 500ns bis 2us Pulsbreite 2-10us Wiederholfrequenz <= 10Hz Last: Röhre, also eher eine Stromquelle + Parasitäten von Zuleitungen etc. Gefordert ist, dass das ganze Gebilde 5A treiben kann. Mir erscheinen aber insgesamt die Anforderungen derart daneben,auch an Messgenauigkeit (anderes Thema) usw. dass das von nem Schreibtischtäter stammen muss, der sich keine Gedanken macht ob man derartiges Zeug überhaupt realisieren kann. Da muss ich sowieso Rücksprache halten. Generell bleibt die Frage wie und ob man sowas überhaupt machen kann. Ausgegangen werden kann von einem Kondensatorreservoier, das eine für diesen Zweck hinreichend Stabile Spannung liefert (evtl auch größer 10kV) @Falk: Ich meinte nur, dass man solche Sachen wie Dutycycle in Hz, was offensichtlich Schludrigkeits-tipp-wasauchimmer-fehler sind (oder glaubst Du im Ernst ich weiß den Unterschied nicht?) sich sparen kann zu kommentieren. Außer Spott konnte ich Deinen beiträgen nicht viel abgewinnen. Ich gebe Zu, ICH HABE FEHLER GEMACHT, aber nun Zeig auch Du, dass Du es besser kannst!
>@Falk: ... aber nun Zeig auch Du, dass Du es besser kannst!
da bin ich jetzt auch mal gespannt.
@ ASZ18 (Gast) >Ausgangsspannung 10kV >Flankensteilheit variabel von 500ns bis 2us >Pulsbreite 2-10us >Wiederholfrequenz <= 10Hz So kommen wir der Sache schon näher. >Last: Röhre, also eher eine Stromquelle + Parasitäten von Zuleitungen >etc. Hier wirds wieder schwammig. Röhre? Davon gibt es gefühlt 1 Million verschiedene auf dieser Welt. Aber sei's drum. >Gefordert ist, dass das ganze Gebilde 5A treiben kann. Gut. >Mir erscheinen aber insgesamt die Anforderungen derart daneben,auch an >Messgenauigkeit (anderes Thema) usw. dass das von nem Schreibtischtäter >stammen muss, der sich keine Gedanken macht ob man derartiges Zeug >überhaupt realisieren kann. Kann sein. >Generell bleibt die Frage wie und ob man sowas überhaupt machen kann. Kann man, wenn gleich nicht mal so hoppla hopp. Ich hab da auch keine vergleichbare Sache in der Schublade. Nur ein paar Ideen, wie es gehen könnte. >Ausgegangen werden kann von einem Kondensatorreservoier, das eine für >diesen Zweck hinreichend Stabile Spannung liefert (evtl auch größer >10kV) Schon mal viel wert. >glaubst Du im Ernst ich weiß den Unterschied nicht?) Nein, das glaube ich nicht. Aber man kann dich nur nach dem was du SCHREIBST beurteilen, nicht was du DENKST. > sich sparen kann zu kommentieren. >Außer Spott konnte ich Deinen beiträgen nicht viel abgewinnen. Es ist eher Ironie, manchmal Sarkassmus. Nun ja, wie baut man so einen Pulsgenerator? Hmmm. Man könnte ein paar Thyistoren in Reihe schalten. Die kann man synchron zünden, sei es nun per Übertrager oder optisch. Ausschalten wird ein Problem, könnte man aber per zweiter Thyristorkette machen (Löschthyristor). Das Ganze sollte auch mit MOSFETs gehen, die kann man auch wieder ausschalten. Die Flankensteilheiten kann man ggf. durch passive LC-Filter erreichen, vielleicht aber auch aktiv durch kontrolliert langsames Aufsteuern der MOSFETs. Dann muss man aber sehr auf die SOA achten, sonst verdampfen die. Je nach Anforderung geht es vielleicht auch nahezu komplett passiv über einen passenden RLC-Pulsfilter, der quasi wie ein besserer RC-Hochpass wirkt. Dann reicht ein einfacher Schalter, sei es mechanisch oder z.B. eine Gasfunkenstrecke. Alles in Allem kein triviales Projekt. Viel Erfolg. MFG Falk
ASZ18 schrieb: > Daten: > Ausgangsspannung 10kV > Flankensteilheit variabel von 500ns bis 2us > Pulsbreite 2-10us > Wiederholfrequenz <= 10Hz > Last: Röhre, also eher eine Stromquelle + Parasitäten von Zuleitungen > etc. > Gefordert ist, dass das ganze Gebilde 5A treiben kann. Wie sind denn die Anforderungen an die Stromquelle bzw. Innenwiderstand. Muss die über einen großen Spannungsbereich einen konstanten Strom liefern oder ist die Ausgangsspannung eher konsant? Evtl. kann man einfach mit einer Reihenschaltung aus Mosfets oder IGBTs einen Hochspannungs-Schalter aufbauen und dann noch einen Reihenwiderstand einbauen, der den Strom definiert. Das ist vermutlich der einfachste Ansatz. Falls unterschiedliche Ausgangsspannungen benötigt werden, die aber vorher bekannt sind, könnte man das mit unterschiedliche zuschaltbaren Widerständen machen. Wenn du hier wirklich einen konkreten Lösungsvorschlag erwartest, dann solltest Du deine Anwendung einigermaßen vollständig beschreiben. Vor allem die Last ist hier ein sehr wichtiger Punkt, also ob das eine ohmsche Last ist oder ob die induktives/kapazitves Verhalten hat. ASZ18 schrieb: > Mir erscheinen aber insgesamt die Anforderungen derart daneben,auch an > Messgenauigkeit (anderes Thema) usw. dass das von nem Schreibtischtäter > stammen muss, der sich keine Gedanken macht ob man derartiges Zeug > überhaupt realisieren kann. Da muss ich sowieso Rücksprache halten. Möglicherweise kann man diese Aufgabe auch ganz anders lösen als sich das der "Schreibtischtäter" vorgestellt hat. Warum beschreibst du nicht, was eigentlich die Aufgabe ist, vielleicht hat jemand eine viel bessere Idee und du kannst die dann dem Betreuer vorschlagen.
Hast Du schon mal über einen Trafo (Stromwandler) nachgedacht ? Wegen der kurzen Impulsdauer und der geringen mittleren Einschaltdauer kann der trotz der hohen Impulsleistung relativ kompakt sein und braucht auch auf der Hochspannungsseite nicht übermäßig viele Windungen. Mit einem Übersetzungsverhältnis von z.B. 1:10 konntest Du Dein Problem auf Spannungen um die 1000 V reduzieren, bräuchtest allerdings Ströme von ca. 50 A. Das läßt sich mit modernen Halbleitern aber wesentlich einfacher handeln. Jörg
Eine ganz andere Variante waere ein "transmission line pulser" (keine Ahung ob es dafuer auch ein deutsches Wort gibt). Da laedt man ein Koaxialkabel passender Laenge auf (mit einer 10 kV Spannungsquelle in Deinem Fall) und entlaedt es dann schlagartig. Die Kabellaenge bestimmt im wesentlichen dann die Pulsdauer. 2-10us ist dafuer schon etwas lang aber wahrscheinlich noch machbar. Bei bloss 10 Hz und darunter koennte man eventuell auch ein Quecksilber-Relay zum Schalten nehmen - dann ist die Komplexitaet des Schalters SEHR gering. Die angegebenen Anstiegszeiten sind mit so einem Relay durchaus hinzubekommen (die schalten unheimlich schnell und sauber = ohne Prellen, nicht zu vergleichen mit "normalen" mechanischen Relays). Solche Aufbauten werden z.B. fuer ESD (electrostatic discharge) Tests verwendet. Wolfgang
Wolfgang M. schrieb: > Eine ganz andere Variante waere ein "transmission line pulser" (keine > Ahung ob es dafuer auch ein deutsches Wort gibt). Da laedt man ein > Koaxialkabel passender Laenge auf (mit einer 10 kV Spannungsquelle in > Deinem Fall) und entlaedt es dann schlagartig. Die Kabellaenge bestimmt > im wesentlichen dann die Pulsdauer. 2-10us ist dafuer schon etwas lang > aber wahrscheinlich noch machbar. Geht man von einer Geschwindigkeit von 200000 km/s im Kabel aus, benötigt man für 10µs eine Lauflänge von 2km. Da die Pulswelle das Kabel zweimal durchläuft, brauchst Du aber "nur" 1 km Kabel. Bei einer geforderten Spannungsfestigkeit von 10kV wird das schon eine ordentliche Kabeltrommel. Alternativ kann man solche überlangen Kabel auch durch entsprechend dimensionierte LC-Ketten ersetzen. Wenn die Pulslänge variabel sein soll, wird es dann allerdings etwas schwieriger. Weiterhin hat diese Methode den Nachteil, dass man damit primär keinen konstanten Strom erzeugen kann. Während der Pulsdauer wirkt das Kabel wie eine Spannungsquelle mit festem Innenwiderstand, der dem Wellenwiderstand des Kabels entspricht. Jörg
Hups, die Leitungslaenge hatte ich etwas unetrschaetzt - das kommt davon, wenn man nicht rechnet bevor man schreibt :-) 2us Pulslaenge geht da ja vielleicht noch, aber 1 km Koaxialkabel moechte ich nicht mehr auf meinem Tisch aufrollen (abgesehen davon, dass die Leitungsverluste dann schon sehr hoch sind). Variable Pulslaengen waeren da nicht das Problem - man koennte ja wahlweise mehr oder weniger Kabel mit RF-Relays hintereinanderschalten. Die Idee mit einer LC-Kette ist aber gut. Zu beachten ist beim Aufbau nur, dass die Zeitkonstante jedes Glieds deutlich kuerzer ist als die gewuenschte Anstiegszeit (das ergibt dann wieder eine ganze Menge solcher LC-Glieder, und ich fuerchte, die ohmschen Verluste in den vielen Spulen sind dann auch nicht mehr so toll). Wenn die genaue Pulsform aber doch nicht kritisch ist, waere ja vielleicht sogar ein einzelner Hochspannungskondensator (mit entsprechendem 10 kV-Hochspannungsnetzteil zum Laden von der Stange) ausreichend. Zur Reduzierung der GHesamtinduktivitaet und des Quellwiderstands in der Praxis eventuell eine Bank von Kondensatoren parallel, sonst kriegt man <1ns Antisegszeit nicht hin. Kommentar mit Spannungsquelle stimmt natuerlich. Aus dem Thread ist allerdings nicht klar zu erkennen, ob er Fragesteller nun wirklich eine STROMquelle will (also konstanten Strom bei variabler Spannung), oder ob er sich nur missverstaendlich ausgedrueckt hat. (so nach dem Motto, aus der Steckdose kommt umgangssprachlich auch Strom, aber die wirkt ja trotzdem als 220V Spannungsquelle, nicht als Stromquelle). Denn bei seinem Post von 13.8., 11:17 Uhr ist nur noch von 10 kV die Rede, aber nicht mehr von irgendeinem Strom...
Nein das mit der Stromquelle war nur von meinem ursprünglichen Ansatz, wie mans mit Niederspannung machen könnte solche Pulsformen bzw. um die einstellbaren Flanken gehts ja im Grunde, zu erzeugen, nämlich mit zwei Stromquellen einen Kondensator laden / entladen und das ganze mit Emitterfolger bzw. B-Endstufe dann verstärken, daher kam auch die ursprünglichen Frage nach einem HV-Emitterfolger mit so ner Kaskade... Ich fürchte aber dass das so wohl eher nicht geht... Der Ansatz mit dem Übertrager klingt nicht ganz uninteressant, die Frage ist wie Streuarm man sowas wickeln kann, Bifilar scheidet sicher wegen der Hohen Spannung eher aus, aber vielleicht mehrere Sekundärwicklungen drumrumschachteln und die dann wieder in Reihe schalten.
Man kann eine Kabellaenge auch durch einen Satz LC nachbilden. Die C's muessen natuerlich die 10kV bringen und die L's muessen die 5A durchlassen. Ich denk mit 50 Paerchen waer man dabei.
ASZ18 schrieb: > Der Ansatz mit dem Übertrager klingt nicht ganz uninteressant, die Frage > ist wie Streuarm man sowas wickeln kann, Bifilar scheidet sicher wegen > der Hohen Spannung eher aus, aber vielleicht mehrere Sekundärwicklungen > drumrumschachteln und die dann wieder in Reihe schalten. Um steile Flanken zu erhalten, sollte die Streuinduktivität schon möglichst gering sein. Das erreicht man einmal dadurch, dass man nur soviel Windungen wickelt, wie unbedingt nötig und indem man die Lagen der Spulen möglichst lang über die gesamte Breite des Spulenkörpers wickelt. Eine weitere Verbesserung erreicht man in der Tat, indem man die Lagen von Primär- und Sekundärspule ineinander verschachtelt. Dabei wird man Lagen von Spulen mit niedrigen Windungszahlen eher parallel und die der Hochspannungsspule in Serie schalten. Da eine dicke Isolation aber auch für Streuung sorgt, würde ich nur eine Primärspule und max 2 Hochspannungsspulensegmente wickeln. Jörg
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