Hallo,
Ich habe schon mehrere Beiträge gelessen aber für mich könnte ich da
nichts entnehmen.
Ich habe am Eingang die Spannung von 50m V bis 5 V mit Imax=20mA. Der
Ausgang darf max. Spannung von 10 V anliegen haben. Ich möchte die
Begrenzung mittels Zener Diode realisieren.Mir ist klar das die Uz in
diesen Fall z.B. 6 V sein muss.
Frage:
In Worst Case kann die Spannung bei 12kV liegen, Strom ist trozdem max.
20 mA. Wo kann ich ablessen wieviel Spannung kann eine Zener-Diode
abkönnen?
Z.B bei dieser Diode:
http://www.farnell.com/datasheets/355536.pdf
>Wo kann ich ablessen wieviel Spannung kann eine Zener-Diode abkönnen?
Interessanter im Zusammenhang mit deiner "Schaltung" ist der Strom den
die Diode verkraftet.
Wenn die Spannungsquelle wirklich nur maximal 20mA hergibt, dann wird
die Spannung auf (circa) 6V begrenzt und es fließen 20mA. Macht bei der
Zenerdiode eine Verlustleistung von 120mW => kein Problem.
Je nachdem hat die Spannungsquelle aber ein Kapazität eingebaut, deren
Energie sich auf der Zenerdiode entlädt. Da sieht es dann anders aus.
Vor allem brauchst Du einen Reihenwiderstand, der den Strom durch die
Zehnerdiode unter der Flammgrenze hält.
In der einen Richtung verhält sich eine Zehnerdiode wie eine normale
Diode, also oberhalb von 0,6 bis 0,7 Volt ist Schluss. In der anderen
Richtung steigt der Strom erst oberhalb der Zehnerspannung sehr stark
an.
Im eigentlichen Sinne des Wortes ist bei Zehnerdioden nicht die Rede von
Spannung.
Steigt der Strom über die im Datenblatt angegebenen Werte, so
verabschiedet sich das Teil sehr bald. Der Spannungsabfall in dieser
Betriebsart ist völlig unwichtig.
Klaas Ted schrieb:> In Worst Case kann die Spannung bei 12kV liegen, Strom ist trozdem max.> 20 mA. Wo kann ich ablessen wieviel Spannung kann eine Zener-Diode> abkönnen?
Hallo Klaas,
ich denke das ist nicht einer Frage der Spannung sondern der Leistung.
Bei 12kV und 20mA sind das satte 240W. Die soll die Diode aushalten?
Oder sehe ich da was falsch?
rgds
6A66 schrieb:> Bei 12kV und 20mA sind das satte 240W. Die soll die Diode aushalten?> Oder sehe ich da was falsch?
An der Diode sind nur 6V.
Entweder die Spannungsquelle hat einen so großen Innenwiderstand /
Strombegrenzung oder der Strom durch die Diode wird steigen.
Das hat uns der TO aber nicht mitgeteilt.
Ansonsten Grundlagen! Eine Z-Diode betreibt man eben darum mit einem
Vorwiderstand.
Danke für alle Antworten
Also die Quelle ist Strombegrenzt kann nur max 20mA liefern bei der
Spannung bis zur 12kv.Der rest fehlt wahrscheinlich an der
innenwiderstand der Quelle ab. Der Quellenhersteller hat die Funktion
nicht angegeben.
Also meint ihr muss ich nur den Strom in betracht nehmen?
Klaas Ted schrieb:> Danke für alle Antworten> Also die Quelle ist Strombegrenzt kann nur max 20mA liefern bei der> Spannung bis zur 12kv.
Das ist herzlich egal. Selbst 1mA wären da schon viel zu viel. Immerhin
musst du in dem Fall 12W Verlustleistung in Form von Wärme loswerden
können. Auf der anderen Seite kannst du aber auch mit dem Strom nicht
beliebig klein werden. Dimensionierst du also den Vorwiderstand auf die
12kV hin, dann wird für die 6 oder 7V reguläre Spannung nichts an Strom
durch den Vorwiderstand übrig bleiben, was die nachfolgende Schaltung
wieder in Schwierigkeiten bringen kann.
> Der rest fehlt wahrscheinlich an der> innenwiderstand der Quelle ab.
Welcher Rest.
Sei nicht böse. Aber wenn ich mir so durchlese, was du so
daherradebrechtest, hab ich nicht das Gefühl du würdest auch nur in
irgendeiner Form wenigstens ansatzweise wissen, was du da so tust oder
wie die Zusammenhänge von Spannung und Strom sind.
Karl Heinz Buchegger schrieb:> Sei nicht böse. Aber wenn ich mir so durchlese, was du so> daherradebrechtest, hab ich nicht das Gefühl du würdest auch nur in> irgendeiner Form wenigstens ansatzweise wissen, was du da so tust oder> wie die Zusammenhänge von Spannung und Strom sind.
ich bin von der Formel U=RI augegangen.Wenn z.b. eine Spannung von 1kV
von der Quelle geliefert wird , der Strom kann aber nur maximal 20mA
sein,dann kann nach der Formel an den Widestand z.B. 100 Ohm genau 2V
anliegen. Der Rest der Spannung 998 Volt muss dann irgendwo abfallen,
sprich Innenwiderstand der Quelle.
Und aus vorherigen Beiträgen hab ich es so Verstanden, dass es auch für
Zener-Diode gilt.
Klaas Ted schrieb:> Karl Heinz Buchegger schrieb:>> Sei nicht böse. Aber wenn ich mir so durchlese, was du so>> daherradebrechtest, hab ich nicht das Gefühl du würdest auch nur in>> irgendeiner Form wenigstens ansatzweise wissen, was du da so tust oder>> wie die Zusammenhänge von Spannung und Strom sind.>> ich bin von der Formel U=RI augegangen.Wenn z.b. eine Spannung von 1kV> von der Quelle geliefert wird , der Strom kann aber nur maximal 20mA> sein,dann kann nach der Formel an den Widestand z.B. 100 Ohm genau 2V> anliegen. Der Rest der Spannung 998 Volt muss dann irgendwo abfallen,
Richtig (also, dass die 998V irgendwo abfallen müssen
Er fällt am Widerstand ab!
1
1kV 6V
2
Quelle ------- R -------o
3
4
-----------------o
die Differenz zwischen den 1kV links vom R und den 6V rechts vom R, die
müssen vom Widerstand geschluckt werden. Das ist genau die Wärme, die
laut
P = U*I
am Widerstand R (deinen 100 Ohm) frei werden.
Und die 6V rechts die entstehen dadurch, dass die Z-Diode das so
einregelt.
> sprich Innenwiderstand der Quelle.
Wenn die Quelle 1kV an ihrem Ausgang liefert, dann kann nicht innerhalb
der Quelle 1kV abfallen. Sonst würde sie nicht 1kV an ihrem Ausgang
liefern.
> Der Ausgang darf max. Spannung von 10 V anliegen haben
versus
> In Worst Case kann die Spannung bei 12kV liegen
Ja, was denn nun?
Liefert die Quelle maximal 10V oder liefert sie maximal (im schlimmsten
Fall) 12kV. Es kann nur eines von beiden wahr sein!
Karl Heinz Buchegger schrieb:> Wenn die Quelle 1kV an ihrem Ausgang liefert, dann kann nicht innerhalb> der Quelle 1kV abfallen. Sonst würde sie nicht 1kV an ihrem Ausgkaang> liefern.
Wo sollen dann die 998 V deiner Meinung nach abfallen? wenn die Quelle
ist in der Reihe mit dem Widerstand?
Gnd---Quelle-----R---gnd
Klaas Ted schrieb:> Karl Heinz Buchegger schrieb:>> Wenn die Quelle 1kV an ihrem Ausgang liefert, dann kann nicht innerhalb>> der Quelle 1kV abfallen. Sonst würde sie nicht 1kV an ihrem Ausgkaang>> liefern.>> Wo sollen dann die 998 V deiner Meinung nach abfallen? wenn die Quelle> ist in der Reihe mit dem Widerstand?>>> Gnd---Quelle-----R---gnd
WAS LIEFERT DIE QUELLE?
Ob die Quelle intern irgendwo mal 1kV hat oder nicht interessiert
keinen. Was kommt an den Anschlusspunkten der Quelle heraus?
1
+----------+
2
| Quelle---|---o
3
+----------+ ^
4
|
5
?
Die Quelle steckt in einem Gehäuse mit meinetwegen einer
Anschlussbuchse. Welche Spannung ist hier maximal messbar?
1kV oder 10V?
Bei 12kV wär ein entsprechender Widerstand oder eher eine Kaskade von
Widerständen nötig, denn normale Widerstände sind bei 12kV keine
normalen Widerstände mehr.
Da sollte man also mehrstufig vorgehen. Beispielsweise Gasableiter
vorneweg und Suppressordiode dahinter. Freilich ist irgendwann auch der
Gasableiter im Eimer und Sicherungen für 12KV sind nicht so leicht zu
finden. Wenn also die 12KV Dauerzustand sein können, dann wärs wohl
einfacher, in so einem Fall die Schaltung zu opfern.
> WAS LIEFERT DIE QUELLE?
Ich habe das Gefühl, dass du irgendetwas nicht verstehst.
So sehe ich es: Es geht um eine "idealen" Spannungsquelle mit einem
Innenwiderstand, der dazu führt, dass der Strom auf z. B. 20 mA im
Kruzschlussfall begrenzt wird. Z. B. 12 KV mit Ri 600 KOhm.
Also:
Die Quelle kann auf max 12kV eingestellt werden .Dabei kann sie max 20 m
A liefern(egal wie groß die Spannung ist da kommt nur 20m A). Es werden
Igbt's getestet. Dabei wird deren Leckstromm anhand mehreren Shunts
aufgenommen. Danach mit Hilfe OPV verstärkt(Ausgang wird zwischen 50mV
und 5 V liegen) und dann der Signal zu den Optokoppler gebracht. Mein
Betreuer wollte zwischen den Optokoppler und den Ausgang der OPV eine
Spannungsbegrenzung (6V bzw 10V) haben. Die will ich anhand der
Zener-Diode realisieren.
Und dass ist alles was ich wollte.
Ok, dann fassen wir mal zusammen.
Die Quelle hat max. 12kV bei einem Innenwiderstand von 600kOhm.
Das ergibt max. 20mA und zwar bei einem Kurzschluss. Passt.
Setzt man dort eine Z-Diode von 6V, wie von Klaas Ted vorgeschlagen,
wird die Ausgangsspannung problemlos auf 6V begrenzt.
Die Verlustleistung der Z-Diode ist 6V * 20mA = 0,12Watt. OK.
Und die Frage von Klaas Ted bezüglich Spannungsfestigkeit der Z-Diode
ist gegenstandslos, weil diese nur mit 6V beaufschlagt wird.
Die Frage, die sich mir stellt:
die gute Spannungsquelle, vorher 'proudly presents 12kV' ist nun
eingebremst auf 6V. Wie soll man damit nun IGBTs testen?
Idee ist die Spannung an IGBT(im Sperrbetrieb) anzulegen und Schritt für
Schritt zu erhöhen, bis es eine genugend höhe Spannung an den Igbt
anliegt das er nicht mehr sperrt. Dabei sollte der Leckstrom aufgenommen
werden . Dies erfolgt mittels Schunts.
In Großen und Ganzen , dass nicht anderes als ein Kennlinienschreiber,
aber nur dafür ausgelegt , dass man nur den Leckstromm messen kann.
Könnte man einfach einen Schmelzwiderstand als einen Vorwiderstand
benutzen, der beim Überschreitung der max. Leistung schmelzt und trennt
die Leitung?
Sag mal, könnte es sein, dass wir es mit 2 Ausgängen zu tun haben?
Ausgang 1 liefert 0...12 kV als Testspannung für den IGBT
Ausgang 2 ist ein Abgriff von einem Shunt, OPV verstärkt.
Wenn es hier um Ausgang 2 geht, haben wir nix mit 12kV zu tun.
Sondern um eine dem Strom durch den IGBT proportionale Spannung.
Wenn diese nun auf max. 6V begrenzt werden soll, macht das Sinn.
Eine Z-Diode ist da nicht gut, weil die weit unter 6V anfängt,
schleichend zu leiten und wird das Messergebnis verfälschen.
Besser ist da eine Bandgap-Referenz ZR431 (Bild)
Die wird unterhalb 6V (fast) nicht leiten und erst ab 6V
punktgenau begrenzen. GGf. muss man den Spannungsteiler
hochohmiger machen, je nach Innenwiderstand des OPV Ausgangs.
Bernd K. schrieb:> Die Quelle hat max. 12kV bei einem Innenwiderstand von 600kOhm.> Das ergibt max. 20mA und zwar bei einem Kurzschluss. Passt.
Es wäre ja auch möglich, dass die Quelle elektronisch geregelt ist und
eine Strombegrenzung von 20mA hat. Falls das so ist, bräuchte man noch
die Reaktionsgeschwindigkeit der Strombegrenzung und die
Ausgangskapazität der Quelle. Dann könnte man die Schutzbeschaltung auch
dimensionieren.
Das die Quelle einfach nur einen Innenwiderstand von 600kOhm hat, wäre
mir zu einfach ;-)
Aber nicht genaues weiß man nicht...
@ Klaas Ted: Gibt es vielleicht einen Hersteller + Typenbezeichnung der
Quelle? Oder - wenn Eigenbau - näheres zur Innenschaltung?
Gruß Dietrich
Hallo
Bernd K. schrieb:> Sag mal, könnte es sein, dass wir es mit 2 Ausgängen zu tun haben?
Ne nur mit einen,hier ist noch der grober Schaltbild der
Messvorrichtung.
Die Quelle ist von Fug Elektronik GMBH Germany.
HCP 700 -12500
Mit max 12,5kV und 60 mA.
Aber für meine Messungen kann ich die Quelle auf 20 mA begrenzen.
Dietrich L. schrieb:> Das die Quelle einfach nur einen Innenwiderstand von 600kOhm hat, wäre> mir zu einfach ;-)
Das habe ich auch nicht gesagt :)
Die Regelung die in der Quelle erfolgt ist mir nicht bekannt aber wenn
man z.b. 12,5 kV und 20 mA eisntellt und die Quelle mit einem Widerstand
von 1 kohm kurzschließt. Dann nach U=RI Regel können dann am Widerstand
nur 20 V abfallen, der rest der Eingestellte spannung muss dann
irgendwie weggeregelt.Z.b. einen verstellbaren inenwiderstand der Quelle
in der Reihe zur Last.
+------------+
Gndo---| Quelle---Ri|---o--R--oGND
+------------+
Gruß
Klaas
Klaas Ted schrieb:> Es werden Igbt's getestet.> Dabei wird deren Leckstromm anhand mehreren Shunts aufgenommen.> Danach mit Hilfe OPV verstärkt(Ausgang wird zwischen 50mV> und 5 V liegen) und dann der Signal zu den Optokoppler gebracht.
Wenn der Leckstrom am Shunt gemessen wird und mit OPV verstärkt wird,
haben wir es an dieser Stelle doch nicht mit 12 kV zu tun.
> Sag mal, könnte es sein, dass wir es mit 2 Ausgängen zu tun haben?
Ne nur mit einen,hier ist noch der grober Schaltbild der
Messvorrichtung.
Hmm, also nur ein Ausgang. Dann müssen ja die 12kV irgendwie über den
Shunt und über den OPV zu diesem einen Ausgang gehen.
Entweder habe ich ein grobes Verständnisproblem oder das Ganze
ist grober Unfug.
@ Klaas Ted (ad7910)
>Ne nur mit einen,hier ist noch der grober Schaltbild der>Messvorrichtung.
Sehr grob. Unvollständig bis falsch. Den Leckstrom misst man nicht auf
der 12kV Seite sondern eher nah GND. Das muss man auch so einzeichnen.
>Aber für meine Messungen kann ich die Quelle auf 20 mA begrenzen.
Dann tu das. Wie bereits mehrfach gesagt brauchst du bestenfalls eine
Supressordiode zur Spannungsbegrenzung kurz über der zulässigen Spannung
für dein Messgerät. Dahinter einen Widerstand und je nach Bedarf noch
eine einfache Klemmung mit leckstromarmen Dioden.
Du hast geschrieben das Du den Auftrag erhalten hast die Z-Diode ein zu
bauen.
Ich gehe mal davon aus das keine zusätzlichen Bauteile gibt, ausser
denen die Du in Deinem Schaubild hast. Wenn Du den Shunt in den + Zweig
eingebaut hast und das Meßgerät genau so angeschlossen hast, würde ich
den Meßplatz nicht benutzen wollen, weil Du über die Erden der Geräte
die maximal 12kV verschleppst.
Ich würde lieber nach GND (- am Netzteil) messen, so wie Falk das
vorgeschlagen hat.
Das Problem welches entstehen könnte, wenn ich Deine Zeichnung richtig
verstehe ist der Moment in dem die Shunts mit den Relais umgeschaltet
werden (oder wenn ein Bauteil fliegen geht). Im Umschaltmoment kannst Du
unter Umständen die 12kV auf Deinem Meßeingang haben und das Messgeröt
damit beschädigen. Die Z-Diode wird den begrenzen und ist in dem Fall
auch sehr wichtig! Die Berechnung ist ja oben schon besprochen worden.
Damit Dir bei einer Messung nichts passiert, 12kV und 20mA werden Dich
vermutlich töten! stelle bitte sicher das Du nach GND misst. Berühre nie
gleichzeitig en PC und Natzteil. Bei dem Netzteil kann man Spannung und
Strom gleichzeitig begrenzen. Bitte arbeite mit der niedrigst möglichen
Spannung. Ich hoffe Du hast alle notwendigen Schutzmaßnhamen und eine
Sicherheiteinweisung erhalten!
Klaas Ted schrieb:> Dietrich L. schrieb:>> Das die Quelle einfach nur einen Innenwiderstand von 600kOhm hat, wäre>> mir zu einfach ;-)>> Das habe ich auch nicht gesagt :)
Nein, aber Bernd K. kam zu dem Schluss mit der Einleitung: "Ok, dann
fassen wir mal zusammen." Das ist also tatsächlich eine falsche Annahme.
Das Netzteil http://www.fug-elektronik.de/webdir/3/Hochspannung.htm#HCP
ist also spannungs- und stromgeregelt und Deine Messschaltung muss "nur"
die Regelzeit der Strombegrenzung und die Ladung der Ausgangskapazität
aushalten.
Dann ist Falks Aussage über Supressordiode + ... ja genau richtig.
Gruß Dietrich
Wolfgang Heinemann schrieb:> Ich gehe mal davon aus das keine zusätzlichen Bauteile gibt, ausser> denen die Du in Deinem Schaubild hast. Wenn Du den Shunt in den + Zweig> eingebaut hast und das Meßgerät genau so angeschlossen hast, würde ich> den Meßplatz nicht benutzen wollen, weil Du über die Erden der Geräte> die maximal 12kV verschleppst.>> Ich würde lieber nach GND (- am Netzteil) messen, so wie Falk das> vorgeschlagen hat.
Ja das stimmt, tut mir leid habe leider die Schunts an der High-Seite
angeschlossen.
Die Messung muss natürlich Low-Side erfolgen.
Tut mir leid.
Wolfgang Heinemann schrieb:> Damit Dir bei einer Messung nichts passiert, 12kV und 20mA werden Dich> vermutlich töten! stelle bitte sicher das Du nach GND misst. Berühre nie> gleichzeitig en PC und Natzteil. Bei dem Netzteil kann man Spannung und> Strom gleichzeitig begrenzen. Bitte arbeite mit der niedrigst möglichen> Spannung. Ich hoffe Du hast alle notwendigen Schutzmaßnhamen und eine> Sicherheiteinweisung erhalten!
Ich werde natürlcih vorsichtig sein.
Werde erstmal nur mit kleinen Strömen und Spannungen alles
ausprobieren , ob alles so funktioniert wie es funktionieren sollte.
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