Hallo Forum, ich suche eine geeignete Schaltung um 8kV/150uA aus einem 24VDC Netzteil zu erzeugen (230VAC wären auch möglich). Die Leistungsaufnahme sollte etwa 3W nicht übersteigen, das entspricht einem Wirkungsgrad von rund 40%. Die Spannung wird für einen Elektrofilter verwendet. Deshalb sollte sie auch zwischen ca. 4-8kV regelbar sein. Alternativ kann auch der Strom geregelt werden, hier wären der Bereich dann etwa 30-150uA. Zusätzlich sollte das ganze kurzschlussfest sein und für kurze Zeit eine Funkenstrecke überleben. Ich habe gute Kenntnisse mit PIC mikrocontrollern und kenne mich einigermassen mit "Standart-Elektronik" aus, was Schaltnetzteile oder die Erzeugung von Hochspannung betrifft bin ich ein unbeschriebenes Blatt. Die Netzteile die ich bisher gesehen habe arbeiten alle mit einem Trafo und anschliessend einer Kaskade. Ich wüsste gerne was für Schaltungen in Frage kommen und welche Vor- und Nachteile sie haben? Danach kann man ins Detail gehen und einen Prototypen bauen. Grüsse Martin
Wie waers mit einem Tesla-Transformator ? Uebrigens : "Standarten" tragen manche Leute bei Aufmaerschen vor sich her, z.B. im 3.Reich. Fuer uns reicht die Standard-Elektronik ! J.
@ Martin Haag (martinhaag) >ich suche eine geeignete Schaltung um 8kV/150uA aus einem 24VDC Netzteil >zu erzeugen (230VAC wären auch möglich). Viele Wege führen nach ROM. Ich hab mal vor ner Weile meinen Royer Converter benutzt, um ca. 500VAC/100kHz zu erzeugen, dahinter eine mehrstufige HV-Kaskade. Fertig war die Laube. >40%. Die Spannung wird für einen Elektrofilter verwendet. Deshalb sollte >sie auch zwischen ca. 4-8kV regelbar sein. Das müsste man dazubauen, über einen Spannungsregler vor dem Royer Converter.. >Zusätzlich sollte das ganze kurzschlussfest sein Ist kein Problem, wenn der Trafo für den Royer COnverter genügend Streuinduktivität hat. >und für kurze Zeit eine >Funkenstrecke überleben. >Ich habe gute Kenntnisse mit PIC mikrocontrollern und kenne mich >einigermassen mit "Standart-Elektronik" aus, Was hier nicht reicht. >Die Netzteile die ich bisher gesehen habe arbeiten alle mit einem Trafo >und anschliessend einer Kaskade. Genau. >Ich wüsste gerne was für Schaltungen in Frage kommen und welche Vor- und >Nachteile sie haben? Man könnte auch einen Sperrwandler mit Zeilentrafo bauen. Den könnte man dann vielleicht sogar mit einem old school MC34063 regeln ;-)
Martin Haag schrieb: > Ich wüsste gerne was für Schaltungen in Frage kommen und welche Vor- und > Nachteile sie haben? Vielleicht auch noch eine Kosten- und Marktanalyse gefällig?
Schlachte einen alten Laserdrucker. Da ist eine HV Baugruppe drin -meistens so eine Art Modul- um das Tonerpulver bzw. eine Walze statisch aufzuladen. mit etwas Glück ist es das, was du suchst. Allerdings fehlt in deiner Frage, ob du AC oder DC am Output haben willst.
>Wie waers mit einem Tesla-Transformator ? Braucht der nicht eine Funkenstrecke? Das Netzteil sollte geräuschfrei sein und eine Lebensdauer >3Jahre haben (Wartungsfrei). >Royer Converter.. Sieht schon mal sehr innovativ aus. Ist der Wirkungsgrad von rund 40% mit diesem Converter und den hohen Spannungen noch realsistisch? Das ganze sollte in etwa 120cm3 Platz haben und nicht die Form eines Frisbee haben. Hat man chancen damit auch die EMV Richtlinien einzuhalten? >Die Netzteile die ich bisher gesehen habe arbeiten alle mit einem Trafo >und anschliessend einer Kaskade. >Genau. Kann ich daraus entnehmen das sich die Industrie für diesen Aufbau entschieden hat und er somit der Erfolgsversprechendste ist? >Man könnte auch einen Sperrwandler mit Zeilentrafo bauen. Den könnte man >dann vielleicht sogar mit einem old school MC34063 regeln ;-) Kommt man damit direkt auf 8kV oder braucht man da auch noch eine Kaskade? >Da ist eine HV Baugruppe drin -meistens so eine Art Modul- um das >Tonerpulver bzw. eine Walze statisch aufzuladen. Spannung und Strom liegen bei dieser Anwendung in einem anderen Bereich. >Allerdings fehlt in deiner Frage, ob du AC oder DC am Output haben >willst. Der Ausgang +8kV soll DC sein, sorry Grüsse Martin
ich würde soetwas nicht selbst bauen: http://www.ahv.com/series/15.html bei 8kV muss man schon teilweise damit beginnen, Leiterbahnenknicke abzurunden, Anschlusspins vor dem Löten kapp abzuzwicken usw.
Was ich machen würde wäre eine alte Inverterplatine von einer Hintergrundbeleuchtung aus der Bastelkiste holen, da sind geeignete Transformatoren für die CCFL Röhren drauf. Danach eine Hochspannungskaskade und fertig ist die Laube. Es gibt solche Dinge auch ziemlich fertig in Laserdruckern. Aber frag mich nicht welchen Maximalstrom die dort verwendeten Baugruppen schaffen. Ein CCFL Inverter schafft locker 3W Ausgangsleistung, da sollte man auch im Betrieb nicht drankommen, das tut richtig weh. Soll wegen der Frequenz von 50-100kHz nicht ganz so gefährlich sein, aber 'ne Verbrennung gibts auf jeden Fall. Und die DC Spannung aus einer Kaskade hat durch die Kondensatoren auch richtig Kraft. Die ist definitiv gefährlich! Bei Kurzschlüssen an einer langen Kaskade mußt Du aufpassen, weil sich alle Kondensatoren über die Dioden entladen. Also am besten etwas dickere Dioden nehmen als notwendig oder den Strom durch einen Widerstand begrenzen. Eine elektronische Stromregelung kann da nicht viel machen, die Kaskade entlädt sich einfach willkürlich wenn der Lichtbogen gezündet wurde. Elektronisch regeln wäre nur gut bei konstantem Strom.
Er will doch selber bauen, ansonsten ist Pico eine Adresse (fast jede Spannung/Leistung/Baugrösse). picoelectronics.com
Danke für die links zu Lieferanten. Wir haben schon etliche auch internationale Lieferanten abgeklappert, zu den genannten Anforderungen kommen noch jede Menge dazu, die ich problemlos lösen kann. Viele Lieferanten tun sich aber äuserst schwer mit individuellen Anpassungen für den Kunden. Es soll keine Bastelkisten Nummer werden. Es geht um ein Design das in einem Seriengerät eingesetzt werden kann. Oder zumindest darum etwas in diesem Bereich zu lernen. Bisher wurden folgende Anordnungen vorgeschlagen: 24VDC --> Trafo f>50Hz --> Kaskade Royer Converter Sperrwandler mit Zeilentrafo Teslatransformator (scheint mir sehr exotisch) Autozündspule (nicht sehr konkreter Vorschlag,vielleicht noch 3 Sätze wie das etwa aussehen könnte?) Sieht jemand noch eine andere Schaltung die Erfolgsversprechend sein könnte? Grüsse Martin
Falk Brunner schrieb: > Viele Wege führen nach ROM. Ich hab mal vor ner Weile meinen > Royer Converter benutzt, um ca. 500VAC/100kHz zu erzeugen, Ist eigentlich ein Royer Converter und ein Teslatrafo funktionsmäßig das Gleiche? Gruss Harald
> Ist eigentlich ein Royer Converter und ein Teslatrafo funktionsmäßig > das Gleiche? Nein, voellig verschieden. Der RoyerConverter ist ein Oszillator, um einen Schwingkreis anzuregen und der Tesla-Transformator ein Resonanztransformator. Beide koennen zusammengeschaltet werden, um die bekannten Tesla-Funken zu erzeugen. Im vorliegenden Falle wird aber eine hohe Gleichspannung gewuenscht. Und da erkennt man schnell, dass die uebliche Industrieloesung wohl die einzig sinnvolle ist: - ein Oszillator, um aus 24V eine Wechselspannung zu machen - ein Trafo, um eine hohe Spannung zu erzeugen - Gleichrichter, um wieder eine Gleichspannung zu erhalten - eine Kaskade, um die Spannung weiter zu erhoehen. Alle weiteren Anforderungen sind eine Frage der Schaltungsauslegung. J.
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Ich werfe einmal einen Zeilentrafo für Schwarzweiß-Bildröhren der 12cm-Klasse in die Runde. Übliche Daten sind 10kV Hochspannung bei 100µA aus 10V Eingangsspannung. Gleichrichterdioden sind bereits eingebaut. Die Ansteuerung ist im Prinzip ein Sperrwandler mit ZVS, leicht nachzubauen mit NE555 und IRF620 oder vergleichbarem. Anpassung auf 24V sollte kein Problem sein.
Vergiss für ein professionelles Gerät alle Vorschläge hier und bau es auf wie die Profis: Trafo und Kaskade. Bei welcher Konfiguration das Kostenminimum liegt, hängt im wesentlichen von den Preisen deiner Zulieferer ab. Also ab wann die zusätzlichen Windungen (und Kammern) auf der Spule teurer werden als eine Kaskadenstufe. Als Oszillator tut es der simple 1 Transistor Sperrschwinger, bei dem man die Ausgangsspannung über die Versorgungsspannung regeln könnte oder eine zusätzlich von Gleichstrom durchflossene Wicklung mit der man die Sättigung des Trafos beeinflusst, obwohl ich aus dem Kopf nicht weiss, ob er den Wirkungsgrad problemlos schafft.
Wenn schon professionel, dann richtig. Und da baut man so ein Ding nur selber, wenn man a) fit auf dem Gebiet ist b) SEHR hohe Stückzahlen anstrebt c) es absolut nix passendes zu kaufen gibt Ansonsten nimmt man ein fertiges Teil, was man kaufen kann. Selbst wenn es 50 Euro kostet, ist das bei kleinen Stückzahlen kein Thema. Rechne mal den Entwicklungsaufwand dagegen (Grundlagen BWL).
Sperrschwinger sind vom Wirkungsgrad her immer Scheiße. 70-80% wenn Du fit bist und gute Bauteile nimmst. Drüber wird verdammt schwer. Aber er will ja nur 40%, dafür kann er nehmen was immer er will. Eine Alternative will ich aber doch noch in den Raum werfen. Er sagte ja im Eröffnungsposting, daß auch eine Versorgung über 230V in Frage käme. Wieso diese nicht direkt in eine Kaskade mit vielen Stufen (ich schätze 25-30 wird er für 8kV brauchen) schicken? Das ergibt einen recht hohen Wirkungsgrad durch die kapazitive Strombegrenzung und man spart sich den kompletten Ärger mit der Trafo-Bespaßung.
Man nehme ein NE555 suche sich einen Industrie FET (gibt es in alten Laserdrucker) der eine hohe Spannungsfestigkeit hat und besorge sich vom freundlichen KfZ'ler eine funktionierende Zündspule. Resonanzfrequenz der Spule ermitteln. Die Schaltung um den NE555 auf diese Frequenz abstimmen. Ein bisschen Feinabstimmung im Bereich der Duty Cycle und mit dem FET die Zündspule ansteuern. Und der Laden läuft. Hab ich bei mir rumliegen- läuft 1a bei knapp 10kV. Basti
@ Ben _ (burning_silicon) >im Eröffnungsposting, daß auch eine Versorgung über 230V in Frage käme. >Wieso diese nicht direkt in eine Kaskade mit vielen Stufen (ich schätze >25-30 wird er für 8kV brauchen) schicken? Weil man bei 50 Hz elend große Kondensatoren braucht, auch bei nur 140uA Ausgangsstrom? Die Profis machen das mit einem kleinen Modul in Streichholzschachtelgröße.
Das ist mir schon klar und mit meiner abgeschmetterten Idee mit dem CCFL-Trafo würde ich es auch in dieser Größe hinkriegen. Mit Trafos scheint der TE auf Kriegsfuß zu stehen, daher eine Lösung ohne Trafo. Okay, mit 630kVA Trafo, gesponsort vom örtlichen EVU.
Martin Haag schrieb: > Es soll keine Bastelkisten Nummer werden. Es geht um ein Design das in > einem Seriengerät eingesetzt werden kann. Oder zumindest darum etwas in > diesem Bereich zu lernen. > Bisher wurden folgende Anordnungen vorgeschlagen: Wie wärs wenn Ihr dann jemanden beauftragt (ja, das kostet Geld) Euch das Ding zu entwicklen? Dann wird ein Schud draus wenn ihr selber kein Plan von der Materie habt. Aber man kanns ja erstmal hier versuchen und Geldsparen....
Ich kann der Lösung nur beipflichten, die Zündspule liefert locker die geforderten Daten man benötigt nur einen Steuertakt.
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>Ich werfe einmal einen Zeilentrafo für Schwarzweiß-Bildröhren der >12cm-Klasse in die Runde Ein Modul (von externen) das wir gerade testen setzt meiner Meinung nach auch einen Zeilentrafo ein, siehe Bild. Ich frage mich allerdings ob das so ein riesen Trümmer sein muss für dises Leistung? Ausserdem liegt der Wirkungsgrad der Schaltung nur bei etwa 15%, kann das daran liegen das, dass Modul eigentlich für eine viel höhere Leistung ausgelegt ist? >Wenn schon professionel, dann richtig. Und da baut man so ein Ding nur >selber, wenn man >a) fit auf dem Gebiet ist NEIN, ist aber zu ändern >b) SEHR hohe Stückzahlen anstrebt JA, 2k+ >c) es absolut nix passendes zu kaufen gibt JA, es läuft immer auf Modifikationen heraus >Mit Trafos scheint der TE auf Kriegsfuß zu stehen Überhaupt nicht, ich habe aber nicht viel Ahnung auf dem Gebiet. >Wie wärs wenn Ihr dann jemanden beauftragt Haben wir, eine externe Firma liefert das aktuelle Netzteil. Wir sind aber nicht zufrieden damit. Zwei Andere entwickeln/anpassen gerade in unserem Auftrag. Um die Externen besser "steuern" zu können ist es sicher kein Nachteil wenn ich intern ebenfalls erste Gehversuche mache. Ausserden kann ich dann besser abschätzen was etwa möglich sein muss und was nicht. Im Idealfall entsteht sogar eine brauchbare Schaltung, ich bin motiviert. Ich werde die nächsten zwei Wochen im Urlaub sein, und das Them sicher danach wieder aufgreifen. Vielen Dank schonmal an alle die mitmachen. Grüsse Martin
Was man noch machen kann, ist eine Kaskade aus Dioden und Kapazitäten aufbauen. Aber ich bezweifle das mehr als ~400V dabei raus springen. Ich würde wirklich eine Kfz-Zündspule bei Resonanzfrequenz gepulst ansteuern. Einfach und effektiv. Über die Frequenz lässt sich die Ausgangsspannung beeinflussen.
Martin Haag schrieb: >>a) fit auf dem Gebiet ist > NEIN, ist aber zu ändern >>b) SEHR hohe Stückzahlen anstrebt > JA, 2k+ >>c) es absolut nix passendes zu kaufen gibt > JA, es läuft immer auf Modifikationen heraus Mein Vorschlag: Nimm die CCFL-Idee. Die sind sowieso oft als Royer Converter aufgebaut, du kriegst also zwei Lösungsideen aus diesem Thread zum Preis von einer :). Passende Trafos, Transistor-Pärchen etc. gibts, da Massenprodukt, billig. App-Notes zur Ansteuerung, Auslegung, "Dimmung" gibt's zuhauf. z.B. von Zetex : http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/c/c1/An14.pdf , hier im Wiki verlinkt. Diodenkaskade dazu und fertig...
@ Εrnst B✶ (ernst) >Mein Vorschlag: Nimm die CCFL-Idee. Klingt gut. >Diodenkaskade dazu und fertig... Genau!
@ Martin Haag (martinhaag) >Ein Modul (von externen) das wir gerade testen setzt meiner Meinung nach >auch einen Zeilentrafo ein, siehe Bild. Ich frage mich allerdings ob das >so ein riesen Trümmer sein muss für dises Leistung? Nein. 8kV * 140uA = 1,12W. > Ausserdem liegt der >Wirkungsgrad der Schaltung nur bei etwa 15%, kann das daran liegen das, >dass Modul eigentlich für eine viel höhere Leistung ausgelegt ist? Ja. >>a) fit auf dem Gebiet ist >NEIN, ist aber zu ändern Mit AUFWAND! >>b) SEHR hohe Stückzahlen anstrebt >JA, 2k+ ;-) Hast du das SEHR übersehen? 2k /Jahr sind fast Kleinserien. >>c) es absolut nix passendes zu kaufen gibt >JA, es läuft immer auf Modifikationen heraus Hmmm. Trotzdem, RECHNE mal. Und das KRITISCH. Wie lange GLAUBST du, musst du an einer eigenen Lösung entwicklen, incl. Erprobung etc? Was kostet das? Was kosten fertige Module im Laden. >>Mit Trafos scheint der TE auf Kriegsfuß zu stehen >Überhaupt nicht, ich habe aber nicht viel Ahnung auf dem Gebiet. Dann mus du Lehrgeld bezahlen, wenn du es selber machen willst. >Um die Externen besser "steuern" zu können ist es sicher kein Nachteil >wenn ich intern ebenfalls erste Gehversuche mache. Kaum. Parallelfrickeln. Hol dir lieber ein paar passende Angebote ein. > Ausserden kann ich >dann besser abschätzen was etwa möglich sein muss und was nicht. Nö, denn du hast keine Erfahrung. > Im >Idealfall entsteht sogar eine brauchbare Schaltung, ich bin motiviert. Bastlerdenken.
Also bei großen Bildschirm lag der Strahlstrom der Bildröhre bei einem komplett weißen Bild zwischen 3 und 5mA wenn ich mich recht erinnere. Das sind bei 30-35kV schnell mal 150W, und die macht ein großer Zeilentrafo auch. Ich hab noch nie einen Zeilentrafo gesehen, dem ich weniger als 30W zutrauen würde (außer in 12V-Schwarzweißbildschirmen, aber die gibts heute dank modernder LCD-Displays nicht mehr). Ich find es ein wenig daneben, so ein Riesen-Trümm für eine Leistung von unter 1,5W zu verwenden, das gleiche gilt für die KFZ-Zündspule.
> es absolut nix passendes zu kaufen gibt und auch Emco DX Series http://www.emcohighvoltage.com/high-voltage-products-list.php
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