Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Von 2V auf 20V


von al3ko (Gast)


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Hi Leute,

Dies ist nur eine Idee, ein Gedankengang meinerseits, um eure Meinung zu 
hören. Denn ich weiß nicht, ob das, was ich im Sinn habe, überhaupt 
realistische Anforderungen sind:

Ich habe einen normally-on SiC JFET, den ich im Anfangszustand 
ausschalten müsste. Dafür benötige ich eine Spannung von 20V. Das 
Dilemma ist, dass ich im Anfangszustand aufgrund der normally-on 
Charakteristik nur einen Kurzschluss, ergo einen recht hohen Strom habe. 
Meine Idee wäre jetzt gewesen, aus dem Kurzschlussstrom sowie dem ESR 
einer Induktivität und dem On-Widerstand des JFETs eine Spannung 
abzugreifen und diese auf 20V hochzupuschen.

Überschlägige Berechnungen haben ergeben, dass mit 30mOhm vom ESR sowie 
100mOhm vom JFET und einem Kurzschlussstrom von 15A eine Spannung von 
knapp 2V abgegriffen werden könnte. Das hieße, dass man von 2V auf 20V 
hoch müsste.

Jetzt gibt es ja so genannte Energy Harvesting ICs, die aus wenig 
Spannung mehr Spannung machen. Die ICs von Linear z.B. machen aus 
wenigen 100mV bis zu 3.3V bzw. auch 5V.

Nun frage ich mich, ob man nicht nach dem selben Prinzip (wenn ich das 
recht sehe, ist es eine Art Flyback Topologie) aus 2V 20V machen könnte.

Da ich noch neu im DC/DC Wandler Bereich bin und noch keine Erfahrung 
mit den Energy Harvesting ICs gemacht habe, bitte ich euch um Nachsicht 
für meine möglicherweise bescheuerte Idee. Wie gesagt ist es nur ein 
Gedankengang meinerseits.

Ich stelle mir das ganze nämlich nicht ganz unsportlich vor, dieses 2V 
auf 20V und möchte deshalb die Meinung/Einschätzung von erfahrenen 
Leuten hören.


Vielen Dank.

Gruß

von ArnoR (Gast)


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> dass mit 30mOhm vom ESR sowie
> 100mOhm vom JFET und einem Kurzschlussstrom von 15A eine Spannung von
> knapp 2V abgegriffen werden könnte.

Du willst also die Quelle deiner Abschaltspannung abschalten? Woher 
willst du die Gatespannung nehmen, wenn kein Strom mehr fließt?

von Floh (Gast)


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Wie wärs mit einem Schaltbild? Dann kann man besser diskutieren. :-)

von Udo S. (urschmitt)


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Übliches Problem.
Der TO postst nicht sein Problem, sondern seine vermeintliche Lösung.
Ausserdem übt er sich in Schaltungsprosa statt einen Schaltplan zu 
posten.
Lieber al3ko, lies doch bitte mal Netiquette
und poste mal Klartext,
Was willst du erreichen?

von al3ko (Gast)


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Hi ArnoR,
ArnoR schrieb:
>> dass mit 30mOhm vom ESR sowie> 100mOhm vom JFET und einem Kurzschlussstrom von 
15A eine Spannung von> knapp 2V abgegriffen werden könnte.Du willst also die 
Quelle deiner Abschaltspannung abschalten? Woherwillst du die Gatespannung nehmen, 
wenn kein Strom mehr fließt?

Ich hätte erwähnen sollen, dass ich von einem Boost Converter spreche. 
Der normally-on FET würde die Eingangsspannung also kurzschließen. Ist 
der JFET abgeschaltet, fließt der Strom durch die Induktivität und die 
Hochsetzsteller Diode zur Last. Mein besagter DC/DC Wandler würde 
parallel zum Eingang geschaltet werden. Ist der JFET ausgeschaltet, kann 
sich die Eingangsspannung aufbauen.


Ich habe leider kein geeigneten Zeichenprogramm zur Hand, sonst würde 
ich eine grobe Skizze reinstellen.

Gruß

von al3ko (Gast)


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Hi all,

ich entschuldige mich für meine unvollständigen Texte. Dennoch finde ich 
meine Frage ziemlich eindeutig:

Ist es realitätsfern von 2V auf 20V zu boosten?


Rein von den Anforderungen an diesen einen DC/DC Wandler: 2V auf 20V.

von Harald W. (wilhelms)


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al3ko schrieb:

> Ich habe leider kein geeigneten Zeichenprogramm zur Hand, sonst würde
> ich eine grobe Skizze reinstellen.

Handskizze reicht. Eine Verlustspannung von 2V an einem durchge-
schaltetem FET hört sich für mich aber wie Fehlkonstruktion an.
Gruss
Harald

von Erich (Gast)


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>Ich habe leider kein geeigneten Zeichenprogramm zur Hand,
>sonst würde ich eine grobe Skizze reinstellen.

Ja, wirklich schade !

GOOGLE mal nach:  schematics "bob pease"

Ein Beispiel: http://electronicdesign.com/files/29/18966/fig_01a.gif

Das waren noch Zeiten, damals...
(Leider ist Bob bei Autounfall ums Leben gekommen).

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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al3ko schrieb:
> Dennoch finde ich meine Frage ziemlich eindeutig:
> Ist es realitätsfern von 2V auf 20V zu boosten?
Diese Frage forciert etliche weitere Fragen:
Wofür?
Welche Leistung?
Welchen Aufwand willst/kannst du dafür betreiben?
Welchen Wirkungsgrad willst du?

al3ko schrieb:
> Ich hätte erwähnen sollen, dass ich von einem Boost Converter spreche.
> Der normally-on FET würde die Eingangsspannung also kurzschließen. Ist
> der JFET abgeschaltet
Wenn jemand in einem Schaltregler einen JFET einsetzt (also ein Bauteil 
aus dem letzten Jahrtausend!) dann trifft das auf jeden Fall zu:
al3ko schrieb:
> Da ich noch neu im DC/DC Wandler Bereich bin
Und dann solltest du dir überlegen, warum die Anderen, die das schon 
länger machen, auf deine "klar formulierte" Frage solche dummen 
Gegenfragen stellen...

> und noch keine Erfahrung mit den Energy Harvesting ICs gemacht habe
Du bist da auf dem Holzweg. Allerdings schon ziemlich weit drin. Tritt 
einen Schritt zurück und frage dich selber: "warum brauche nur ich sowas 
und alle Anderen nicht?"

von dolf (Gast)


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bei welchem strom am ausgang?
hab schon schaltungen gesehen die bei 1,5v= 400v= schafften.
diente dem betrieb eines zählrohr´s (geigerzähler).
nen schaltplan kannst du nicht erstellen / notfalls (bitte kein 
hingeschmiere) per hand zeichnen und einscannen?
ok ich bin verwöhnt (splan)...

mfg

von Udo S. (urschmitt)


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al3ko schrieb:
> Ist es realitätsfern von 2V auf 20V zu boosten?

Nein, aber wenn ich dein Ursprungsposting lese:

al3ko schrieb:
> Dafür benötige ich eine Spannung von 20V. Das
> Dilemma ist, dass ich im Anfangszustand aufgrund der normally-on
> Charakteristik nur einen Kurzschluss, ergo einen recht hohen Strom habe.

al3ko schrieb:
> Überschlägige Berechnungen haben ergeben, dass mit 30mOhm vom ESR sowie
> 100mOhm vom JFET und einem Kurzschlussstrom von 15A eine Spannung von
> knapp 2V abgegriffen werden könnte.

Dann ist es für mich realitätsfern erst mal einen Kurzschluss zu haben 
bei dem ich nur noch (vieleicht) 2V habe und diese dann zu boosten um 
den Kurzschluss abzustellen.

Warum nimmst du nicht ein Bauteil bei dem du erst gar kein Kurzschluss 
am Anfang hast?

von al3ko (Gast)


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Lieber Lothar,

wie aus dem Eingangspost ersichtlich, verwende ich ein SiC Bauteil. Dass 
unter den SiC Bauteilen der normally-on JFET gegenwärtig am meisten 
entwickelt und somit am zuverlässigsten ist, ist aus diversen Berichten 
und Untersuchungen ersichtlich. Dass deshalb dieses Bauteil in Frage 
kommt, möchtest du nicht abstreiten, oder?

Entsprechend beschäftige ich mich in meiner Arbeit mit dem Thema, wie 
man das SiC Bauteil einsetzen und die Nachteile der normally-on 
Charakteristik überkommen könnte - als Übergangslösung bis die SiC 
Bauteile mit normally-off Charakteristik ebenfalls zuverlässig sind.

Wenn du immer noch der Meinung bist, dass das ganze sowas von "last 
decade" ist, dann steht sie dir zu. Ich teile diese Meinung aber nicht 
und finde es durchaus interessant das Ganze mal zu hinterleuchten. Die 
zahlreichen wissenschaftlichen Artikel zum Thema SiC devices und 
normally-on JFET zeigen, dass Untersuchungen durchaus eine Berechtigung 
haben.

Ich sehe aber, dass ich mit dieser Meinung mehr oder minder alleine 
dastehe in diesem Forum. Wahrscheinlich ist es demnach besser, wenn ich 
euch damit nicht mehr belästigen werde. Es tut mir Leid, dass ich euch 
mit meinem Halbwissen und meiner verrückten Idee genervt habe. Es war 
nicht meine Intention, das Spiel "Ziehen wir dem al3ko mal alle 
Informationen aus der Nase" mit euch zu spielen.

In diesem Sinne bedanke ich mich für die Diskussion. Ich werde diese 2V 
auf 20V Variante nicht gänzlich abschreiben. Wahrscheinlich gibts hier 
in der Firma jemanden, der mir auch eine geeignete Einschätzung geben 
kann. Ich muss ihn nur erstmal finden :)

Gruß

von Εrnst B. (ernst)


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al3ko schrieb:
> wie aus dem Eingangspost ersichtlich, verwende ich ein SiC Bauteil. Dass
> unter den SiC Bauteilen der normally-on JFET gegenwärtig am meisten
> entwickelt und somit am zuverlässigsten ist, ist aus diversen Berichten
> und Untersuchungen ersichtlich. Dass deshalb dieses Bauteil in Frage
> kommt, möchtest du nicht abstreiten, oder?

Klärt nicht die Frage nach dem Warum. Es gibt immer ein Bauteil mit 
"besseren" Einzel-Werten. Die Kunst ist es, das Bauteil zu finden, 
welches von allen Eingenschaften her passt.

Z.B. könntest du Relais nehmen. Da gibts schon vieel länger Erfahrung 
mit, und die halten sogar noch viel mehr ionisierende Strahlung und 
Hitze aus als deine SiC-Halbleiter und sind auch mit höheren 
Sperrspannungen zu haben. Aber deswegen zu behaupten: "Relais sind immer 
besser" ist offensichtlicher Blödsinn.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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al3ko schrieb:
> Dass deshalb dieses Bauteil in Frage kommt, möchtest du nicht abstreiten,
> oder?
Es steht mir fern, irgendwas abzustreiten.
Ich frage dich nur: warum willst du das so machen?
Und bekomme keine für mich schlüssige Antwort. Dass du gleich die 
beleidigte Leberwurst abziehst, hilft hier nicht weiter. Und offenbar 
haben auch andere Probleme, deine Aufgabe und Frage zu verstehen.

> ahrscheinlich gibts hier in der Firma jemanden, der mir auch eine
> geeignete Einschätzung geben kann. Ich muss ihn nur erstmal finden :)
Ja, frag da einfach solange weiter, bis dir jemand zustimmt.

> In diesem Sinne bedanke ich mich für die Diskussion.
Eine Diskussion sieht anders aus...

Und ich möchte dich an einen deiner ersten Sätze erinnen:
>>> Dies ist nur eine Idee, ein Gedankengang meinerseits,
>>> um eure Meinung zu hören.
Zuhören geht anders...

von Falk B. (falk)


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@  al3ko (Gast)

>Dies ist nur eine Idee, ein Gedankengang meinerseits, um eure Meinung zu
>hören. Denn ich weiß nicht, ob das, was ich im Sinn habe, überhaupt
>realistische Anforderungen sind:

Wir auch nicht.

>Ich habe einen normally-on SiC JFET, den ich im Anfangszustand
>ausschalten müsste.

In welcher Schaltung?

>Dafür benötige ich eine Spannung von 20V.

Sind das nicht eher -20V, bezogen auf Source?

> Das
>Dilemma ist, dass ich im Anfangszustand aufgrund der normally-on
>Charakteristik nur einen Kurzschluss, ergo einen recht hohen Strom habe.

Andere Schaltungen machen daraus eine Tugend, wie z.B. die 
Konstantstromquelle mit JFET. Vielleicht kann man sowas ähnliches 
machen.

>Meine Idee wäre jetzt gewesen, aus dem Kurzschlussstrom sowie dem ESR
>einer Induktivität und dem On-Widerstand des JFETs eine Spannung
>abzugreifen und diese auf 20V hochzupuschen.

Vielleicht möglich, klingt aber nach roher Gewalt und damit tendenziell 
schlecht bis unbrauchbar. Gute Lösungen haben immer eine gewisse 
Eleganz.

>Nun frage ich mich, ob man nicht nach dem selben Prinzip (wenn ich das
>recht sehe, ist es eine Art Flyback Topologie) aus 2V 20V machen könnte.

Kann man, Die Frage ist aber, ob es a) sinnvoll ist und b) es nicht 
bessere Möglichkeiten in deiner Schaltung gibt.

>Ich stelle mir das ganze nämlich nicht ganz unsportlich vor, dieses 2V
>auf 20V und möchte deshalb die Meinung/Einschätzung von erfahrenen
>Leuten hören.

Das "2V auf 20V" ist NICHT dein Hauptproblem sonder nur deiner 
vermeintlichen Lösung. Wurde ja schon gesagt. Siehe Netiquette.

MFG
Falk

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