Hallo zusammen, im Moment arbeite ich als Werkstudent und treffe Vorbereitungen für meine Bachelor Arbeit. Zur Zeit bin ich bei einer "Machbarkeitsuntersuchung" folgender Punkte: - Impulsmessung in ms Bereich von 100A - 1000A bei max Spannung von 10v dazu habe ich mir überlegt eine "Box" zu bauen die zwischen der Stromquelle und dem Prüfling angeschlossen wird und einfach von Kurzschluss auf Prüfling mit Hilfe der MOSFETs oder IGBTs wechselt. (Einzelnmodule oder Parallelschaltung der MOSFETS) - schnelle Transiente Vorgänge hier will mein Chef einen sehr kurzen Impuls in höhe bis 50kA in ns Bereich über den Prüfling jagen. Am besten soll das mit der gleichen "Box" passieren bei der man einfach einen Schalter umlegen kann und somit das System auf die schnellen transienten Vorgänge umrüstet. Die Frage: Wie kann man am besten solche hohen Stromwerte erreichen? (Marx-Generator?) Als ersten Ansatz habe ich mir Folgendes überlegt: Für Impulsmessung: 2 MOSFETS parallel zu schalten undzwar: http://ixapps.ixys.com/DataSheet/DS100172B(IXTN600N04T2).pdf Die Ansteuerung MUSS (laut meinem Chef) über LabVIEW erfolgen. Ich habe schon viel Erfahrung mit LabVIEW allerdings nicht auf diesem Bereich, wäre echt interessant von euch zu hören was es für Möglichkeiten gibt (Hardware möglichkeiten) MOSFETs mit LabVIEW anzusteuern. So, das wäre für das erste. Ich bedanke mich für Ihre Zeit und hoffe auf sinnvolle und lernreiche Antworten! Gruß, Grigory P.S. Hab nur wenig Erfahrung in der Leistungselektronik, bin eher in Software-Bereichen tätig, deswegen solche Grundfragen
Grigory Kovalchuk schrieb: > hier will mein Chef einen sehr kurzen Impuls bis 50kA in ns Bereich > Wie kann man am besten solche hohen Stromwerte erreichen? 50kA bei 10V in wenigen Nanoskunden? Das geht nicht. Du brauchst also zuallererst Hochspannung und dann extrem(!!) kurze und induktivitätsarme Anbindung des Generators an die Spannungsquelle. Mit einer überschlägigen Berechnung nach U = L*dI/dt --> L = U*dt/dI ergibt sich mit 1000V eine Induktivität von L = 10000V*1ns/50000A = 0,2nH. Und als zweite Daumenformel gilt "each mm has its nH". Wie groß darf dein Aufbau also werden? Falls du wirklich so einen Puls zustande bringst, dann empfehle ich dir sehr, dein Handy beim Testen weit weg zu legen... > hier will mein Chef einen sehr kurzen Impuls Ist dein Chef Ingenieur? > was es für Möglichkeiten gibt (Hardware möglichkeiten) MOSFETs > mit LabVIEW anzusteuern. Du wirst irgendeine EA-Karte brauchen... > (Marx-Generator?) Kurze Stromimpulse messen oder erzeugen? Wofür brauchst du bei einer Messung Mosfets? Was willst du denn eigentlich machen?
Lothar Miller schrieb: >> hier will mein Chef einen sehr kurzen Impuls > Ist dein Chef Ingenieur? Der Amerikansche Praesident. Und der hat die Macht eine A-Bombe zu zuenden fuer den EMP. :=)
Ja mein Chef ist ein Ingeniuer, kommt aber auch eher aus der Richtung Software. Das mit dem 50kA habe ich ihm auch schon versucht zu erklären, aber die "Machbarkeitsuntersuchung" wie er sie nennt muss ich trotzdem durchführen und wenn es eben nicht geht widerlegen. Die Idee hinter dem ganzen ist folgende: Ich bin in einem Prüflabor im Moment tätig. Bei uns in dem Unternehmen dreht sich alles um Kontaktsitfe, nun wollen wir die Validierung der Stifte nach (immer wieder vorkommenden) Anfrage der Kunden auf Impulsstrombelastbarkeit untersuchen. Wir haben schon ein System, das ich selber als Praxisemester-Arbeit, aufgezogen habe, dass mit 1000A arbeitet. Das Problem bei den Impulsn ist ja der Anlauf der Stromquelle der ziemlich langsam erfolgt. So bleibt die Idee von 2 Pfaden: 1. Pfad mit Prüfling 2. Kurzschlusspfad Somit wird die Stromquelle nicht abgeschaltet und man kann die Impulse durch das Umschalten der Pfade auf den Prüfling geben. Außerdem würde mein Chef sehr gerne noch etwas dazwischen Schalten dass einfach auf Kommando (er hat selber keine Vorstellung was) einen sehr hohen Stromstoß dazu gibt... naja ob es was wird bezweifle ich. Bei meinen Recherche bin ich auf so etwas gestoßen: http://hilo-test.de/Data/de/PG6-2K4.pdf Danke, Grigory
Grigory Kovalchuk schrieb: > bin ich auf so etwas gestoßen:
1 | Das Gerät liefert Stoßströme mit der Kurvenform 8/20us |
Da bist du aber noch gut um den Faktor 1000 weg von der Forderung deines Chefs... Und ich bin mir nicht ganz sicher, ob die Stromquelle, die du gerade verwendest arg erfreut über einen zugeschalteten Impuls im Bereich um 0.25 - 6.25 kV wäre...
@lkmiller Genau das waren meine Überlegungen zu Widerlegung der ganzen Geschichte...
Grigory Kovalchuk schrieb: > Genau das waren meine Überlegungen zu Widerlegung der ganzen > Geschichte... Ich würde die pyhsikalischen Grundlagen nehmen: "mit 10 Megavolt und kompaktem Aufbau ginge das". Und erst dann, wenn er es nicht nachvollziehen kann, zum Argument "Andere können es auch nicht" greifen... ;-) Oder einfach eine Email an einen Hersteller eines Stromstoßgenerators schreiben und die Antwort abwarten (wobei deren 8/20us keine "Rechteckimpulsdauer", sondern die Anstiegs- und Abfallszeit eines Stromimpulses angeben).
So, vielen Dank für die Aufklärung! Falls ihr mir Tipps zu der ersten Geschichte habt (Impulsmessung), die, meiner Meinung nach, realisierbar ist, wäre ich sehr dankbar. Vor allem fehlt mir bisschen an dem Verständnis der Steuerung von MOSFETs (die aus dem Link), kann ich sie direkt mit einem PWM steuern oder wird eine bestimmte Treiber-Schaltung notwendig. Danke, Grigory
Grigory Kovalchuk schrieb: > So, vielen Dank für die Aufklärung! Falls ihr mir Tipps zu der ersten > Geschichte habt (Impulsmessung), die, meiner Meinung nach, realisierbar > ist, wäre ich sehr dankbar. Schnelles Speicherskope nehmen und das auslesen. > Vor allem fehlt mir bisschen an dem > Verständnis der Steuerung von MOSFETs (die aus dem Link), kann ich sie > direkt mit einem PWM steuern oder wird eine bestimmte Treiber-Schaltung > notwendig. Zwischen MOSFET und PWM-Ausgang wirst du einen MOSFET-Treiber brauchen der dir das Gate schnell genug umschaltet. Aber die Frage hier was soll der MOSFET in der Messschaltung. Mach mal eine Skizze wie du dir das vorstellst.
Bist du dir sicher, dass das ein geeignetes Thema für dich ist (als Software-ker)? So eine Bachelorarbeit wird ja auch bewertet und das bleibt ein Leben lang. Wäre vielleicht eine kluge Idee, dir ein Thema zu suchen, was dir leichtfällt. Da du gerade die Ansteuerung ansprichst .. hast du mal in das Datenblatt reingeschaut? Die Anforderung: kA in ns einfach mal die Zehnherstellen überschlagen Ul = L * di/dt -> mit L = x*e-9, di = x*e+3, dt = x*e-9 Ul = x*(e-9*e+3)/(e-9) = x*e+3 Die Spannung liegt, wie bereits beschrieben, im kV Bereich. -> Dein Datenblatt sagt Vdss=40V, also ist der MOSFET ungeeignet Und im Datenblatt gibt es einen Abschnitt mit Anstieg/Abfall/Verzugszeiten. Die liegen auch schon im 100ns Bereich, also ergibt das Impulse im Zehntel-ns Bereich (Jetzt ignorieren wir noch mal so Sachen wie Gaterückwirkung usw.) -> Anforderung Impuls im ns Bereich, also ist der MOSFET ungeeignet Da das ein üblicher MOSFET in dem Bereich ist, wirds dir schwer fallen was passendes zu finden. Über eine Wandlertopologie kann man den Strom zwar erhöhen, geht aber trotzdem nicht in dem Zeitbereich (Hausaufgabe: Warum gehts nicht? Stichwörter: Wandler, >induktive< Kopplung) Eine zerstörende Messung mit Ermittlung der eingebrachten Energie wäre eine Alternative.
Jaja, das liebe Overengineering. Wenn Softwerker über Hardware sprechen, ganz zuschweigen von derartiegen Stromimpulsen. "Aber im PSpice ist das doch auch alles perfekt simuliert worden". 8-0 Allein schon das Thema Messen derartig großer, wie auch hochfrequenter Ströme ist nicht trivial. Dazu braucht man einen Koaxialshunt. Sowas hab ich mal selber gebaut, 100µOhm, damit kann man so 10kA messen, mehr gab bei mir nicht zu messen.
Lassen wir bitte die Geschichte mit diesen 50kA in ns Bereich bei Seite, da war mir selber schon ziemlich klar, dass es nichts wird. Mein Chef hat aber auf der Recherche bestanden. Was mit gerade wichtig ist wäre der Fall: Wir haben 2 funktionierende Stromquelle (10v mit 1000A und 10v mit 150A) die sind schon mit IPCS und Maschinen im Einsatz. Wie gesagt, die habe ich selber vollständig aufgezogen programmiert usw. Nur das Problem bei der ganzen Geschichte ist: die Kunden wollen wissen wie die Temperatur des Kontaktstiftes sich bei Impulsströmen verhält. (Alle Temperatur Messverfahren sind schon getestet und funktionieren prima) z.B. Periode 50ms mit 20ms Duty Cycle. Die Stromquelle sind ja sehr träge deswegen kann man das Ein- bzw. Auschalten vergessen. Die Idee ist in den Stromkreis eine Schaltung einzufügen die bei Bedarf eingschaltet wird und die Stromquelle von Pfad:Prüfling zum Pfad:Kurzschluss wechselt und somit das Ein- bzw Auschalten umgehen. Es kann ruhig in dem ms Bereich passieren. Außerdem will man an den Pfad mit Prüfling Scope-Anschlüsse für den Oszi machen. Jetzt sind meine Frage folgende: Sind von mir susgewählte MOSFETs dafür geeignet? Wie kann ich am besten die MOSFETs ansteuern? (am besten ein Vorschlag mit LabVIEW) welche Treiber muss ich zwischen PWM und von mir ausgewählen MOSFETs schalten? Danke im Vorraus! P.S. Ich wollte von der Software Seite einbisschen weg gehen um mich weiter zu entwickeln, damit auf meinen Referenzen nicht nur Software Sachen stehen :)
Grigory Kovalchuk schrieb: > Sind von mir susgewählte MOSFETs dafür geeignet? Wenn du einen Strom mit 1000V schnell abschalten möchtest, dann brauchst du dazu immer eine hohe Spannung (u = L * di/dt). Wenn man eine relativ niedrige Induktivität von 100 nH annimmt, dann kommt man bei 40V auf eine Schaltzeit von rechnerisch 2,5 µs. Wenn das für dich schnell genug ist, dann könnte das so funktionieren. Die große Unbekannte ist allerdings die tatsächliche Induktivität. Es geht dabei um die Induktivität des kompletten Strompfades, der geschaltet werden soll. Bei größeren Induktivitäten muss man entsprechend langsamer schalten. Wenn eine Schaltzeit im ms-Bereich ausreichend ist, dann sehe ich da mit der Spannungsfestigkeit keine großen Probleme. Das Problem ist eher, wie man den Mosfet dazu bringt entsprechend langsam zu schalten. Du könntest vielleicht die maximale Avalange-Energie nutzen, die ist immerhin 3J. Bei Induktivitäten unterhalb 1 µH sollte das auch gut funktionieren.
@Grigory Kovalchuk (Firma: HTWG-Konstanz) (grekov) >Wir haben 2 funktionierende Stromquelle (10v mit 1000A und 10v mit 150A) Ordentlich. >die sind schon mit IPCS und Maschinen im Einsatz. Wie gesagt, die habe >ich selber vollständig aufgezogen programmiert usw. ;-) Du hast dein Ein und Ausschalter programmiert? >der ganzen Geschichte ist: die Kunden wollen wissen wie die Temperatur >des Kontaktstiftes sich bei Impulsströmen verhält. (Alle Temperatur >Messverfahren sind schon getestet und funktionieren prima) z.B. Periode >50ms mit 20ms Duty Cycle. Die Stromquelle sind ja sehr träge deswegen >kann man das Ein- bzw. Auschalten vergessen. Warum? Und warum ist die träge? So eine Quelle basiert meist auf einem Schaltnetzteil, das ist SEHR schnell. Das kann im ms und weniger ein- und aus schalten. >Die Idee ist in den >Stromkreis eine Schaltung einzufügen die bei Bedarf eingschaltet wird >und die Stromquelle von Pfad:Prüfling zum Pfad:Kurzschluss wechselt und >somit das Ein- bzw Auschalten umgehen. Also ein Wechselschalter für 10V/1kA. Prost Mahlzeit! > Es kann ruhig in dem ms Bereich passieren. >Außerdem will man an den Pfad mit Prüfling Scope-Anschlüsse >für den Oszi machen. Komischer Satz. >Sind von mir susgewählte MOSFETs dafür geeignet? Welche denn? Die hier? http://ixapps.ixys.com/DataSheet/DS100172B(IXTN600N04T2).pdf Hast du mal gerechnet? 1kA auf 2 Mosfets aufgeteilt (ideal!) macht 500A/MOSFET. Bei 1,3mOhm macht das 650mV Spannungsabfalll bzw. 325W Verlustleistung Uuups. Ach ja ID25 TC = 25°C (Chip Capability) 600 A IL(RMS) External Lead Current Limit 200 A Der CHIP kann 600A, das Gehäuse aber nur 200A. Also brauchst du schon mal mindestens 5 Stück parallel. Ich würde mal in Richtung 10 Stück parallel denken. >Wie kann ich am besten die MOSFETs ansteuern? (am besten ein Vorschlag >mit LabVIEW) ;-) Jaja, die Labview Ingeniere. >welche Treiber muss ich zwischen PWM und von mir ausgewählen MOSFETs >schalten? Ein starken. Ausserdem muss er wahrscheinlich noch galvanisch getrennt sein, je nachdem, wie deine Hochstromschaltung aussieht. >P.S. Ich wollte von der Software Seite einbisschen weg gehen um mich >weiter zu entwickeln, damit auf meinen Referenzen nicht nur Software >Sachen stehen :) Na immerhin.
Nun darf ich auch mal trollen: Ganz großes LOL Warum? Für diesen Bereich gibt es tatsächlich einen eigenen Studiengang mit dem Namen Leistungselektronik und selbst dann könnte nicht jeder Abgänger diese Anforderungen verwirklichen. Ich würde tunlichst die Hände heben und auf ein anderes Thema für die Bachelorearbeit bestehen. Ich meine was soll das? 95% der Elektro-Ing. würden sich vermutlich die Zähne daran ausbeißen. Keine einfache Materie! Im übrigens würde ich tunlichst eine aktive Steuerung per Labview vermeiden, da muss harte verdrahte Elektronik mit Sicherheitsbeschaltung her. Dann noch Messelektronik für >1kV usw. Viel Spaß!
@Falk Brunner Alle Komponenten in den Maschinen, so wie vollständig automatisierte Benutzeroberfläche wurden von mir programmiert. Sprich Messgeräte, Stromquellen usw. Alles erfolgte über LabVIEW. Dadurch dass mein Chef von der LabVIEW programmierer-Welt kommt, will er die Ansteuerung der MOSFETs auch mit LabVIEW erledigen. Ich finde die konventionelle Lösung mit nem uC ehrlich gesagt persönlich einfacher. Und wie gesagt ich selber bin auch eher von der Software Richtung (nicht nur LabVIEW sondern auch JAVA, C/C++, C#). Ich bräuchte halt einen Ansatz warum das "Wechselschalter"-Betrieb von 10V/1000A nicht machbar ist, weil mit der Begründung "Prost Mahlzeit" kann ich rein gar nichts anfangen. Danke!
Labview ist sicherlich keine Programmierung. Desweiteren würde aus sicherheitstechnischen Gründen ein versierter auf dem Gebiet niemals Labview dafür verwenden. Das ist irgendwie etwas lustig, da es alte Hasen gibt die nicht einmal einen Mikrocontroller dafür nehmen würden. Lieber CPLD. Diese Technologie würde ich übrigens auch verwenden. Dann kann ich auch sicher sein, dass wirklich ein Puls ausgeführt wird. Auch nicht schön wenn diese Leistungshalbleiter dicke Backen machen, da könnte ein normaler Gehörschutz evtl. nicht mehr reichen. Ich spiele nahezu täglich mit 1.2kV und >600A und ich würde dafür einige Wochen veranschlagen wenn ich bei 0 anfangen müsste und selbst dann würde ich nie über 1500V gehen.
Mugen schrieb: > Dann noch Messelektronik für >1kV Das höchste, was bisher aufgetreten ist, waren 10V... Sicherheitstechnik? Und was soll bei dem Aufbau schon passieren? Ein Prüfling fackelt ab? Da hat die Welt schon Schlimmeres gesehen...
@Lothar: Ich denke mit 10V kommt man schnell an die physikalischen Grenzen. Allerdings frage ich mich warum es diese Anforderungen vom Kunden gibt? Sollte bereits diese Applikation geben, dann würde ich das Gerät vom Kunden ausleihen, bzw. mit ihm zusammen die Kontaktstifte auf seinen Anforderungen testen. Die internen Bonddrähte von den Mosfets werden sich sicherlich auch über den hohen Pulsströme bedanken. Eine gute und gleichmäßige Stromaufteilung von mehrere parallelen MOSFETs wird nicht so einfach sein, besonders bei den Anforderungen. Da muss ein sehr guter niederinduktiver Aufbau her und vor allem nahezu gleiche Induktivtät für jeden Kommutierungskreis, bzw. für jeden MOSFET. Es könnte sogar notwendig sein die MOSFETs zu matchen. Nur eine Vermutung
okey, dann andere Frage, nehmen wir an es it unmöglich mit MOSFETs die 10v/1000A "Wechselschalter"-Betrieb zu machen. Gibts da überhaupt Möglichkeiten? Wenn ja dann in welche Richtungung sollte es dann gehen... Vielen Dank, Grigory
Ich persönlich würde zunächst eine Spezifikation mit den minimalsten Anforderung schreiben und absegenen lassen. Dann lässt sich vieles einfach diskutieren. Eine Must-Have-Liste und eine Could-Have-Liste (50kA in 10ns) z.B. Pulse: tr: 1µs pulse_length: 20µs tf: 1µs e-funktion erlaubt? z.b. einfach ein geladenen Zwischenkreis/Kondensatoren entladen voltage_level: 10V i_peak: 10kA usw. usw. Budget wäre auch immer eine gute Frage. Wobei ich schätzen würde es geht sicherlich gegen 0€ oder?
@Grigory Kovalchuk (Firma: HTWG-Konstanz) (grekov) >Alle Komponenten in den Maschinen, so wie vollständig automatisierte >Benutzeroberfläche wurden von mir programmiert. Sprich Messgeräte, >Stromquellen usw. Alles erfolgte über LabVIEW. Schön, du steuerst die Anlage mit LabView. OK. > Dadurch dass mein Chef >von der LabVIEW programmierer-Welt kommt, will er die Ansteuerung der >MOSFETs auch mit LabVIEW erledigen. Kann man auf Steuerungsebene machen, wie fast jedes (Mess)gerät. Aber im Inneren dieses Schalters braucht man solide, schnelle, zuverlässige Hardware, die Fehlerzustände möglichst schnell erkennt und entsprechend handelt. >Ich finde die konventionelle Lösung >mit nem uC ehrlich gesagt persönlich einfacher. uC ist hier gar nicht das Thema. > Und wie gesagt ich >selber bin auch eher von der Software Richtung (nicht nur LabVIEW >sondern auch JAVA, C/C++, C#). Ich bräuchte halt einen Ansatz warum das >"Wechselschalter"-Betrieb von 10V/1000A nicht machbar ist, weil mit der >Begründung "Prost Mahlzeit" kann ich rein gar nichts anfangen. "Ich würde tunlichst die Hände heben und auf ein anderes Thema für die Bachelorearbeit bestehen. Ich meine was soll das? 95% der Elektro-Ing. würden sich vermutlich die Zähne daran ausbeißen. Keine einfache Materie!" Sowas baut man nicht einfach mal schnell, schon gar nicht mit deinen Vorkenntnissen. >okey, dann andere Frage, nehmen wir an es it unmöglich mit MOSFETs die >10v/1000A "Wechselschalter"-Betrieb zu machen. Es ist möglich, aber nicht einfach mal so nebenbei. Siehe oben. >Gibts da überhaupt Möglichkeiten? Wenn ja dann in welche Richtungung > sollte es dann gehen... Wenn du Glück hast, kann das Netzteil selber so schnell ein- und aus schalten. Beim Lösen von Problemen darf man sich nicht zu schnell auf eine Lösung festlegen, oft kann man es ganz anders und einfacher machen.
Grigory Kovalchuk schrieb: > die Kunden wollen wissen wie die Temperatur > des Kontaktstiftes sich bei Impulsströmen verhält. (Alle Temperatur > Messverfahren sind schon getestet und funktionieren prima) z.B. Periode > 50ms mit 20ms Duty Cycle. Sowas simuliert man. Die Temperatur von irgendeinem Kontaktstift (wie sieht ein solcher denn aus?) zu messen, stelle ich mir schwierig vor. Experimentierbedarf sehe ich hier keinen. Thermische Simulationen sind heutzutage sehr gut und umfassen alles was das Herz begehrt.
Messtechnik ist nicht das Problem, es ist alles schon seit ca 1 Jahr funktionsfähig und im Einsatz, es geth eher um die Impulsströme
wie wär es mit dicken Lipo Packs LIFEPO im Kurtzschluss fall können die Weit über 5000A liefern. Problem ist das kurtze ein und aus schalten
Mugen schrieb: > Eine gute und gleichmäßige Stromaufteilung von mehrere parallelen > MOSFETs wird nicht so einfach sein, besonders bei den Anforderungen. Muss man sich nicht selber antun, man kann sowas kaufen: http://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/IXYS%20PDFs/VMM1000-01P.pdf Ich bezweifle stark, dass man das ohne längere Erfahrung besser hinkriegt. Gruss Reinhard
@ Reinhard Kern (Firma: RK elektronik GmbH) (rk-elektronik) >Muss man sich nicht selber antun, man kann sowas kaufen: Im Prinzip ja. >http://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/IXYS%20... Hmm, mit 100V Umav un 1,2 mOhm RDSO aber nicht so optimal. Da nehm ich lieber 10 von den anderen MOSFETs. Weniger Widerstand (knapp Faktor 10), weniger Verlustleistung.
problem ist nur, dass du dann 10 Leistungsmosfets oder NPN und PNP Transitoren nehemen musst, du 20 kaufen musst um 10 rauszusortieren und dann alle getrennt regeln musst, die du dann auch noch alle Gleichzeitig ein und ausschalten musst;-). Bei Bipolar wären daas grob geschätzt 100A Gatestrom. Beim Mosfets z.B. ISOTOP http://de.farnell.com/ixys-semiconductor/ixfn200n10p/mosfet-n-sot-227b/dp/1427322 trr ≤ 150 ns Treiber Bausteine vor deiner Leistungselektronik niccht vergesen, da du die Gates ja schnell leer saugen möchtest solten die schon >10A abkönnen pro Mosfet
Kann ich ein Wechselschalter Betrieb, ohne weiteres, mit MOSFETs für ein System mit 8V und 130A entwickeln? oder ist die problematik dann die gleiche wie bei 10v 1000A? Danke, Grigory
Embercadero schrieb: > Grigory Kovalchuk schrieb: >> die Kunden wollen wissen wie die Temperatur des Kontaktstiftes sich bei >> Impulsströmen verhält. > Sowas simuliert man. Bei allen halbwegs aufwendigen Simulationen, die ich gesehen habe wurden "im Verlauf der Untersuchungen" die Modelle an die Realität angepasst... > Die Temperatur von irgendeinem Kontaktstift zu messen, > stelle ich mir schwierig vor. Aber offenbar ist die Problematik beherrschtbar: >> (Alle Temperatur Messverfahren sind getestet und funktionieren prima) Grigory Kovalchuk schrieb: > Kann ich ein Wechselschalter Betrieb, ohne weiteres, mit MOSFETs > für ein System mit 8V und 130A entwickeln? Ob du das kannst ist schwer abschätzbar. Aber dein Chef (und Betreuer) traut es dir offenbar zu... > oder ist die problematik dann die gleiche wie bei 10v 1000A? Ist es ein Unterschied, ob du aus einer Höhe von 130cm oder aus einer Höhe von 1000cm zu Boden fällst? Die grundlegende Problematik (freier Fall) ist ja die selbe... > System mit 8V und 130A entwickeln? > oder ist die problematik dann die gleiche wie bei 10v 1000A? Die Spannung ist erst mal irrelevant, 8V oder 10V, das ist bei einem Kurzschluss sowieso hinfällig... Und 130A sind zwar noch viel Holz, aber deutlich handlicher, und vor allem: mit 1 einzigen Bauteil zu bearbeiten. Denn schon die gerechte Parallelschaltung der 2 Mosfets für die 1kA ist eine Herausforderung. Wie wäre es, wenn du einfach mal ein paar der Bauteile bestellst und anfängst?
@ Lothar Miller Danke für deine Antwort. Das Problem was hier auftaucht ist folgender: Mein Chef hat auf diesem Gebiet absolut keine Ahnung und befindet sich im Moment im Urlaub der kommt erst in 2 wochen wieder und bis da will er von mir eine durchgeführte "Machbarkeitsuntersuchung". Ich hab gestern eine E-Mail an unseren Leistungselektronik Professor geschickt, will wissen was er davon hält. Dazu kommt noch dass ich selber nur 1-Semester lang was mit Leistungselektronik zu tun hat und dort haben wir nur Grundschaltungen gemacht und berechnet, praktisches haben wir nicht gemacht, deswegen habe ich auch keine Ahnung wie ich die MOSFETs richtig ansteuern soll.
Bitte noch mal um die Aufklärung: Wenn ich für mein Vorhaben ein IGBT nehme dass 1000A aushält? Oder sind IGBTs falscher Ansatz dafür? Bin noch auf ein paar MOSFETs aufmerksam geworden, die Datenblätter sind angehängt. Was haltet ihr davon können sie das System mit 10v und 1000A schalten? Danke, Grigory
@ Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite Datum: 22.08.2013 08:03 >Bei allen halbwegs aufwendigen Simulationen, die ich gesehen habe wurden >"im Verlauf der Untersuchungen" die Modelle an die Realität angepasst... Jaja, die Generation PSpice. Simulation ist alles, Realität war gestern. Facebook & Co lassen grüßen 8-0 >> Kann ich ein Wechselschalter Betrieb, ohne weiteres, mit MOSFETs >> für ein System mit 8V und 130A entwickeln? >Ob du das kannst ist schwer abschätzbar. Aber dein Chef (und Betreuer) >traut es dir offenbar zu... Welcher eine ausgewiesene LabView Koryphäe zu sein scheint . . . >Wie wäre es, wenn du einfach mal ein paar der Bauteile bestellst und >anfängst? Typische Hardwerkerdenkweise. Leider oft falsch. Zuerst muss man mal die Grundlagen HALBWEGS angeeignet und verstanden haben und sowas wie ein Konzept haben, incl Schaltplan. Wenn das eine brauchbare Struktur ergibt und die ersten (Überschlags)rechungen brauchbare Zahlen ergeben, DANN kann man Bauteile bestelen und das Konzept in der Realität prüfen. Wenn man einfach nur losrennt mit drei Informationsfragmenten im Kopf wird das nur wildes Rumgebastel, und bei den Leistungen werden viele Bauteile auf dem Altar des heiligen Georg Simon Ohm geopfert . . .
@ Grigory Kovalchuk (Firma: HTWG-Konstanz) (grekov) >Mein Chef hat auf diesem Gebiet absolut keine Ahnung Damit ist er OPTIMAL qualifiziert, derartige Aufgabenstellungen vorzugeben! >und befindet sich >im Moment im Urlaub der kommt erst in 2 wochen wieder und bis da will er >von mir eine durchgeführte "Machbarkeitsuntersuchung". Na dann mach doch. Ergebnis. Muss ein Profi machen. >eine E-Mail an unseren Leistungselektronik Professor geschickt, will >wissen was er davon hält. Naja, das könnte eine überaus akademische Antwort werden, die mehr Probleme schafft als sie löst. >Dazu kommt noch dass ich selber nur 1-Semester lang was mit >Leistungselektronik zu tun hat und dort haben wir nur Grundschaltungen >gemacht und berechnet, praktisches haben wir nicht gemacht, deswegen >habe ich auch keine Ahnung wie ich die MOSFETs richtig ansteuern soll. Siehst du. >Wenn ich für mein Vorhaben ein IGBT nehme dass 1000A aushält? Oder sind >IGBTs falscher Ansatz dafür? Ja. Bei 10V nimmt man MOSFETs. Und man nimmt MOSFETs mit möglichst geringer Sperrspannung, denn die haben die geringsten Widerstände. Wozu 100V Sperrspannung bei 10V? http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wann_setzt_man_einen_MOSFET.2C_Bipolartransistor.2C_IGBT_oder_Thyristor_ein_.3F >Bin noch auf ein paar MOSFETs aufmerksam geworden, die Datenblätter sind >angehängt. Was haltet ihr davon können sie das System mit 10v und 1000A >schalten? Du machst den 2. Schritt vor dem 1. Und als angehender Bachelor solltest du eigentlich lernen (gelernt haben), dass man zuerst mal ein Problem und ein ungefähres Ziel mit Zahlen umreißen muss. Wieviel Spannungsabfall ist maximal zulässig? Wieviel Verlustleistung? Dauerbetrieb oder nur Pulsbetrieb? ... Danch hat man ein paar Zahlen, nach denen man suchen kann. U. A Sperrspanung und R_DS_ON. 1 mOhm macht bei 1kA 1V Spannungsabfall bzw. 1kW Verlustleistung. Das mal als Orientierung.
Falk Brunner schrieb: > Du machst den 2. Schritt vor dem 1. Und als angehender Bachelor solltest > du eigentlich lernen (gelernt haben), dass man zuerst mal ein Problem > und ein ungefähres Ziel mit Zahlen umreißen muss. Natürlich aber das Problem liegt daran, dass ich durch meine Unwissenheit auf diesem Gebiet nicht weiss auf welche Angaben ich in dem Datenblatt achten und mit welchen ich eine Berechnung aufstellen soll
@ Grigory Kovalchuk (Firma: HTWG-Konstanz) (grekov) >Natürlich aber das Problem liegt daran, dass ich durch meine >Unwissenheit auf diesem Gebiet nicht weiss auf welche Angaben ich in dem >Datenblatt achten und mit welchen ich eine Berechnung aufstellen soll Was das Thema Machbarkeit klar in die Richtung lenkt. "Machbar, aber nicht durch mich". Ist keine Schande, sondern eine eherliche, realistische Betrachtung. Ich kann auch nicht Geige spielen, oder Marathon laufen. Viel schlimmer wäre es, wenn du sagt, "Klar, kann ich" und dann ewig rumbastelst und am Ende nix rauskommt.
Dadruch dass ich noch ca. 2 Wochen habe werd ich mich noch mit dem theoretisch aus büchern befassen, hab aber schon Angefangen einen Bericht zu verfassen in dem ich das Thema wahrscheinlich mit Argumentation ablehne
So, habe morgen einen Termin bei meinem Professor in der Leistungslektronik, werde dann mal hier das Ergebnis des Gesprächs berichten. Sonst bedanke ich mich bei allen die sich mit meinen Fragen auseinander gesetzt haben!
So, es geht doch undzwar ohne so ein riesen Aufwand wie manch anderer behauptet hat. 2 Stromlaufpfade, zwischen den beiden eine Snubberschaltung (Jeder Pfad mit seiner Diode, somit muss nur eine Snubberschaltung deminsioniert werden). Der erste Stromlaufpfad besteht aus: Prüfling-Parallelschaltung mit einer Freilaufdiode dann in reihe zu den beiden eine MOSFET-Parallelschaltung. Der zweite Stromlaufpfad mit einer MOSFET-Parallelschaltung. Natürlich muss alles Dimensioniert werden, das ist dann die Herausforderung für mich, rechnerisch geht es recht einfach, natürlich werden paar komplikationen auftretten dafür sind ja auch die 3 Monate Bachelorarbeitzeiten da. Die PWM-Ansteuerung aus LabVIEW Seite wird für kein Problem darstellen hab sogar schon passende Komponente gefunden. Die Treiber Auswahl lässt sich auf die Standard Treiber zurückführen (Datenblatt der MOSFETs beachten) Sonst bedanke ich mich für interessante Diskussion und wünsche euch ein schönes Wochenende. Gruß, Grigory
Grigory Kovalchuk schrieb: > Der erste Stromlaufpfad besteht aus: Prüfling-Parallelschaltung mit > einer Freilaufdiode dann in reihe zu den beiden eine > MOSFET-Parallelschaltung. > Der zweite Stromlaufpfad mit einer MOSFET-Parallelschaltung. Das war ja mal einfach. Aber das hattest du doch schon im allerersten Post geschrieben. Und dass es geht ist ja schon klar. Wofür sind eigentlich nochmal die beiden Mosfets da, die in Reihe zum Prüfling eingebut wurden? > 2 Stromlaufpfade, zwischen den beiden eine Snubberschaltung (Jeder Pfad > mit seiner Diode, somit muss nur eine Snubberschaltung deminsioniert > werden). Du musst aufpassen, dass du dich nicht schon ganz am Anfang in Kleinigkeiten verzettelst. Einfach mal gefragt: wozu 2 Freilaufdioden? Und wozu der Snubber? Und wo werden die vier Bauteile (2x D, R+C) genau eingebaut? Und vor allem: warum dort? Und wie sieht das mit den Leitungsinduktivitäten aus? Wie schnell müssen die Mosfets umgeschaltet werden? Wie ist sichergestellt, dass sich der Strom zwischen den jeweils 2 Mosfets "gerecht" verteilt? > Natürlich muss alles Dimensioniert werden Das mit dem einen kW Wärmeleistung von Falk hast du schon gelesen? Mit 1kW werden Wasserkocher betrieben... Grigory Kovalchuk schrieb: > Sonst bedanke ich mich für interessante Diskussion und wünsche euch ein > schönes Wochenende. Viel Spass und Erfolg beim Grübeln... ;-)
Grigory Kovalchuk schrieb: > So, es geht doch undzwar ohne so ein riesen Aufwand wie manch anderer > behauptet hat. Naja, wenn erstmal genug Silizium durch die Gegend geflogen ist und das Knalltrauma abgeklungen ist ..... Leistungelektronik ist ja so einfach. Grigory Kovalchuk schrieb: > Die PWM-Ansteuerung aus LabVIEW Seite wird für kein Problem darstellen > hab sogar schon passende Komponente gefunden. Die Software ist dein geringstes Problem. Ich glaube dir fehlt noch etwas das Gefuehl fuer die Leistung/Stroeme die da auftauchen in deinem Projekt.
Die gnazen Themen die ihr Ansrpicht wurde besprochen und die ganzen Sachen detaliert besprochen und geklärt, wir haben zusammen mehrere Berechnungen aufgestellt. Nicht umsonst bon ich den hlaben Tag dort gewesen. Jetzt hab ich auch ein besseres Verständniss für das ganze. Die Ergbnisse waren sehr zufrieden stellend. Also das Projekt wird laufen und wird ein Erfolg mach mir da kein Kopf mehr. Und übrigens 1kW Leistung wird NICHT auftauchen weil diese Berechnung wir widerlegt haben ( ich hatte alle Berechnung und zweifel aus dem Forum ausgedruckt und mit meinem Professor zusammen widerlegt)! so, damit schließe ich das Thema ab...
> Leistungelektronik ist ja so einfach.
Grigory, wenn die erste Kiste MOSFETS getauscht ist, wirst Du erkennen,
daß ein pessimistischer Pessimist ein Optimist war, der NUN etwas
Erfahrung gesammelt hat.
@Grigory Kovalchuk (Firma: HTWG-Konstanz) (grekov) >Die gnazen Themen die ihr Ansrpicht wurde besprochen und die ganzen >Sachen detaliert besprochen und geklärt, Aha. > wir haben zusammen mehrere >Berechnungen aufgestellt. Nicht umsonst bon ich den hlaben Tag dort >gewesen. Jetzt hab ich auch ein besseres Verständniss für das ganze. Vielleicht. >Die >Ergbnisse waren sehr zufrieden stellend. Also das Projekt wird laufen >und wird ein Erfolg mach mir da kein Kopf mehr. Du bist abgrundtief naiv. ;-) > Und übrigens 1kW >Leistung wird NICHT auftauchen weil diese Berechnung wir widerlegt >haben ( ich hatte alle Berechnung und zweifel aus dem Forum ausgedruckt >und mit meinem Professor zusammen widerlegt)! Bist du auch so mutig, dies Gegenrechnung hier zu veröffentlichen? >so, damit schließe ich das Thema ab... Du hast die optimale Qualifikation als Chef. Von nix ne Ahnung, aber den vollen Durchblick . . . Viel Spaß noch.
Grigory Kovalchuk schrieb: > Und übrigens 1kW Leistung wird NICHT auftauchen weil diese Berechnung > wir widerlegt haben (ich hatte alle Berechnung und zweifel aus dem > Forum ausgedruckt und mit meinem Professor zusammen widerlegt)! Der Rechenweg würde mich brennend interessieren. Falls es tatsächlich so ist, dann weißt du etwas, das du noch nicht mitgeteilt hast...
Als Schalter für den Puls würde ich einen längenvenveränderliche Funkenstrecke benutzen als Stromquelle ein Hochspannungs Kondensator Kaskade (LOW-ESR) die Initialiesierung des Schalters wirst du elektromechanich lösen müssen. Das sind eigentlich themen für Hochenergielabore Alternativ bei Gewitter den Bltzableiter anzapfen ;)
Naja, wenn man direkt von der Tür so nen tollen See hat :) Warum sollte man dann auch den Tag mit langweiligen Details vergeuden.
Winfried J. schrieb: > Als Schalter für den Puls würde ich einen längenvenveränderliche > Funkenstrecke benutzen als Stromquelle ein Hochspannungs Kondensator > Kaskade (LOW-ESR) die Initialiesierung des Schalters wirst du > elektromechanich lösen müssen. Das sind eigentlich themen für > Hochenergielabore So aehnlich wird es auch gemacht. Nennt sich Trigatron Roehre. http://www.reb3.com/pdf/sg101b.pdf http://de.wikipedia.org/wiki/Trigatron Damit kann man 100kA in wenigen 100ns schalten wenn der Aufbau es zulaesst.
@Helmut Lenzen (helmi1) >So aehnlich wird es auch gemacht. Nennt sich Trigatron Roehre. >Damit kann man 100kA in wenigen 100ns schalten wenn der Aufbau es >zulaesst. Aber nicht bei 10V und meist nur einmal, nicht PWM oder ähnliches.
Wie man so schön sagt: Den höchsten akademischen Grad plus einer Ernennung macht schon viel aus in Deutschland. Leider kann man die besten Prof. in Deutschland in der Leistungselektronik an einer Hand abzählen. Die meisten Argumente waren nicht verkehrt meiner Meinung nach und da musste sicherlich nichts widerlegt werden. Diese Aussage empfinde ich etwas herablassend, da dieses Forum einigen guten Leute eine Diskussionsplattform bietet. Bücher über die Leistungselektronik kannst du übrigens auch an einer Hand abzählen und dazu gehören: http://www.semikron.com/skcompub/de/Semikron_Applikationshandbuch_Leistungshalbleiter_.pdf http://www.infineon.com/cms/en/product/promopages/Reference_book_IGBT_Modules/index.html
Helmut Lenzen schrieb: > > So aehnlich wird es auch gemacht. Nennt sich Trigatron Roehre. > Initialzündung ist natürlch noch eleganter. So läst sich der Triggerimpuls exakt vorhersagen. Ich hatte etwas primitiver gedacht. ;) Achja da ist mir doch einkomplettes Hochenergieschaltgerät entgangen ?( Namaste
Helmut Lenzen schrieb: > Der Amerikansche Praesident. Und der hat die Macht eine A-Bombe zu > zuenden fuer den EMP. :=) Braucht der nicht, gibt auch EMP Bomben. Sprengstoffgefülltes Kupferrohr mit stirnseitenzündung innerhalb einer stromdurchflossenen Spule. Ja, ich weiß, gibts aber wirklich. Trau mich seit Snowden aber nicht mehr google wegen EMP und B*mbe zu befragen. ;-) (Neue Ausrede für Faule ...) Falk Brunner schrieb: >>Die >>Ergbnisse waren sehr zufrieden stellend. Also das Projekt wird laufen >>und wird ein Erfolg mach mir da kein Kopf mehr. > > Du bist abgrundtief naiv. ;-) Yep, hier muss ich uneingeschränkt zustimmen. Ist schon spannend wenn bei einem xKA Puls mehrere 100V über 0,5m Laborleitung abfallen (lageabhängig) und das nicht wegen der ohmschen Widerstände. Mit tiefen Taschen wird zumindest der Schalter nicht das Problem sein. www.behlke.de. Alles andere an diesem völlig unkompliziertem 'ns Gigawatt HV Pulsator' wird Grigory und seinen Prof. unschätzbare Dienste in der Persönlichkeitsentwicklung leisten.
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