Hallo, ich habe hier ein HF-Generator für ein Plasmasystem, die Frequenz ist einstellbar im Bereich von 300kHz bis 450kHz - die maximale Leistung (Dauerstrich wie Peak) liegt bei 2500W, der Generator besitzt einen 50Ohm-Ausgang sowie einen Load-Match Trafo der in sieben Schritten eine Impedanz von 42Ohm bis 125.3Ohm an einem zweiten (alternativ zum 50Ohm-Ausgang benutzbaren) Ausgang bereistellt. Der Generator verkraftet eine reflektierte Leistung von bis zu 500W - darüber hinaus regelt er automatisch die Ausgangsleistung herunter, im Datenblatt ist ausdrücklich erwähnt, dass ein egal wie drastischer Load-Mismatch toleriert wird (also das Gerät nicht beschädigt). Im Datenblatt sind Beispiele für die Beschaltung zum Einsatz mit kapazitiv gekoppeltem Plasma (die einfachste Variante - man führt einfach eine die HF-Spannung führende Elektrode in die Vakuumkammer, die Gegenelektrode ist geerdet) sowie die Beschaltung von DC-Block-Bausteinen wenn man die HF-Elektrode noch auf einem hohem DC-Potential halten möchte. Über die induktive Ankopplung des Plasmas verliert das Manual leider kein Wort - genau das brauche ich aber. Grundlage für die Antenne ist wohl ein Resonanzkreis für die entsprechende Frequenz, da die Dimensionen der Sendespule limitiert sind, bin ich etwas eingeschränkt, ich habe folgende umsetzbare Werte ermittelt: Die Spule besitzt eine Induktivität von 1.3µH (Widerstand: 2mOhm) (35mm Durchmesser, 40mm Länge, 6.5 Windungen mit 10mm² Kupferdraht), um bei ~400kHz Resonanz zu erhalten, braucht es also eine Kapazität von ~120nF. Nur wie ist dieser jetzt mit dem HF-Generator zu verbinden? Einfach in Serienschaltung an den Generator koppeln (Kondensator entsprechend der Spannungsüberhöhung dimensioniert)? Oder als parallelschwingkreis? Oder brauche ich noch eine andere Form der Impedanzanpassung? ...schließlich ist die Impedanz im Resonanzfall ja entsprechend groß/klein. Ich komme mit meinen Ansätzen nicht so recht weiter, da ich nicht beurteilen kann, was wirklich Zielführend ist - besagtes Ziel lautet: Erstellen/Ankoppeln einer Antenne zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes maximaler Feldstärke und entsprechender Übertragung von Energie in das Plasma. Kann mir jemand weiterhelfen - wie baut man das richtig auf?
Mir fällt gerade noch dazu ein, denke ich vielleicht viel zu kompliziert und die Lösung ist einzig eine Sendespule mit entsprechendem Blindwiderstand für die Frequenz? Nach XL=2*pi*f*L für 400kHz also etwa 20µH, wenn ich meine 50Ohm erreichen möchte. Damit hätte ich aber ein anderes Problem, um auf entsprechende 20µH zu kommen ist der Platz ganz schön knapp. Käme immer/nur noch ein Transformator für die HF in Frage...
Hi Sascha, ich denke, dass mir die Frequenz von knapp 0,5 MHz ein bisschen niedrig erscheint. Die ICP-Anregung basiert - wie andere Wirbelstrom-induzierenden Anwendungen auch - auf eine gewisse Leitfähigkeit der Last. Die Last ist in deinem Fall das Plasma. Oft werden die bekannten 13,56 MHz genutzt und auch da wird vielfach ein Großteil(z.B. 50 %) der Leistung durch Matching-Verluste direkt in Wärme umgewandelt. In der Literatur wird erwähnt, dass die Leitfähigkeit von Plasmen bis in die Größenordnung von Metallen(!) reicht, da muss man aber erst mal hinkommen. Vor der Plasmazündung ist die Leitfähigkeit eigentlich gleich Null, weil noch kein Plasma vorhanden ist. Du solltest dir eine Zündhilfe besorgen (Funkenspritze, Zündspule etc.). Passende Schwingkreis werden für ICP-Anlagen aus versilberten Spulen und Vakuumkondensatoren aufgebaut. Also gute Leitfähigkeit der Spulen und spannungsfeste Kondensatoren. Beides leider sehr teuer. Du kannst dein Vorhaben ja ein bisschen weiter ausführen ;-) Grüße Silvio
Hallo zusammen ! 1. Frage: Siehe o.g. Wert L = 20 µH bei XL = 500 Ohm und f = 400 kHz. Ich komme beim Nachrechnen auf L = ca. 200 µH. Woran liegt es ? 2. Problem: Anpassung hochohmiger HF-Ausgang und niederohmige Last, unterschiedl. Phase (Spannungs- und Stromkopplung). Wie wäre es mit einer Reaktanz-Transformation mittels 1 Spule und 1 Kondensator ? Schaltbild wie LC-Glied, Belegung von Ein-/Ausgang und Formeln habe ich nicht zur Hand, Beschreibung in z.B. "Antennenbuch von Karl Rothammel Y21BK". Dort zu finden sind auch Möglichkeiten mittels 1/4-Lambda langen Zweidrahtleitungen zur 90-Grad-Phasendrehung (Übergang zw. Spannungs- und Stromkopplung) und Kombinationen solcher Leitungen zur Teilung bzw. Vervielfachung von Wellenwiderständen. Dies kommt hier wegen der Länge von 187 m eines 1/4-Lamda Kabelstückes (bei Verkürzungsfaktor = 1) zwar nicht in Frage, würde aber evtl. zum besseren Verständnis beitragen. Gruß Rainer
Bei solch niedrigen Frequenzen nutzt man Anpassungen durch Leitungen in der Regel nicht. Schon gar nicht Zweidrahtleitungen. Ich würde mal den Parallelschwingkreis als Arbeitskreis favorisieren und zum Anpassen entweder mal gucken ob es einen Ferrittransformator tut oder klassisch wie zum Beispiel hier: http://aurion.de/hochfrequenz-komponenten/impedanz-anpassungsnetzwerke.html Außerdem kann man (wenn man zum Beispiel zu faul ist, es per Hand durch zurechnen ) auch einen Simulator hinzuziehen. QUCS beispielsweise...
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