Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochfrequenz/Hochspannungsverstärker


von Tilman G. (knuster)



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Hallo,

Ich benötige für einen Versuche einen Verstärker um ein starkes, 
hochfrequentes E-Feld zwischen zwei Elektroden erzeugt. In diesem Feld 
möchte ich Carbon Nanotubes ausrichten.
Durch Versuche an kleineren Prüfkörpern bin ich schließlich auf eine 
benötigte Spannung von 800 Vpp bei einer Frequenz um 250 kHz gekommen.
Zu diesem Zweck habe ich mir eine zweigeteilte Schaltung überlegt. Die 
eigentliche Hochspannungsverstärkung erfolgt mittels eines Apex PA94 in 
invertierender Schaltung. Die nötige Versorgung mit Gleichspannung 
erfolgt über eine eigene geregelte Gleichrichterschaltung.
Der Status jetzt ist, dass die Gleichrichterschaltung wie gezeigt 
hervorragend funktioniert, ich es aber nicht schaffe die 
Hochspannungsverstärkung in Betrieb zu nehmen. Mir gelang es, die 
Schaltung mit einer Versorgunsspannung von 100Vpp zu betreiben, bei der 
Steigerung der Versorgungsspannung auf 200Vpp ist scheinbar ein Schaden 
eingetreten. Die üblichen sekundären Effekte wie Spannungsspitzen bei 
Schalten unter Last kann ich ausschließen. Ich war wirklich vorsichtig 
angesichts des nicht ganz niedrigen Preises des PA94.
Tatsache ist, dass entweder die Schaltung einen Fehler hat den ich nicht 
sehe oder der PA94 ein großes Sensibelchen ist.
Könntet ihr einen kurzen Blick auf den Schaltplan werfen und mir ein 
kurzes Feedback zu der geplante Schaltung geben?

Vielen Dank,
Tilman

edit: Ich habe die Beschriftung noch etwas geändert und den Anhang 
aktualisiert, aber leider kann ich den alten Anhang nicht löschen.

: Bearbeitet durch User
von Ralph B. (rberres)


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Wie groß ist denn die Kapazität der angeschlossene Last?

Schon bei wenigen Picofarad Last kann das IC bei 250KHz nicht mehr deine 
gewünschte Spannung erzeugen.

Auserdem ist bei der Spannung bereits bei 35mA die Belastungsgrenze des 
ICs erreicht. Die Strombegrenzung setzt aber erst bei ca 100mA ein.

Das ist für DC in Ordnung aber nicht für 250KHz.

800VSS bei 250KHz ist schon sehr sportlich. Ich würde sowas eher mit 
einen

Resonanzkreis angehen, welche niederohmig angesteuert wird.


Ralph Berres

von ArnoR (Gast)


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Tilman G. schrieb:
> Die
> eigentliche Hochspannungsverstärkung erfolgt mittels eines Apex PA94 in
> invertierender Schaltung.

Nö, die erfolgt mittels zweier AP94 in Brückenschaltung.

> die Schaltung mit einer Versorgunsspannung von 100Vpp zu betreiben

Soll das +-50V bedeuten? Mit 100Vpp gibt man die Ausgangsamplitude an, 
aber nicht die Betriebsspannung.

> bei der Steigerung der Versorgungsspannung auf 200Vpp ist scheinbar
> ein Schaden eingetreten.

Was macht die Schaltung denn? Hast du die Betriebsspannung auch 
ordentlich abgeblockt? In der Schaltung ist davon nichts zu sehen, so 
kann der nicht richtig arbeiten.

Im DB kannst du sehen, dass mit der eingebauten Frequenzgangkorrektur 
(22p) die von dir gewünschten Daten nicht erreicht werden können.

von Rowland (Gast)


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Muss das Feld sich Sinusförmig ändern?

von Tilman G. (knuster)


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Vielen Dank für eure Hilfe.

Ralph Berres schrieb:
> Wie groß ist denn die Kapazität der angeschlossene Last?
>
> Schon bei wenigen Picofarad Last kann das IC bei 250KHz nicht mehr deine
> gewünschte Spannung erzeugen.

Die kapazitive Last exakt festzulegen fällt mir schwer, da es sich dabei 
um meine Probe (Epoxidharz mit CNTs handelt). Ich hätte sie in den 
Bereich weniger pF gesetzt. Je nachdem ob die hohe Spannung oder eine 
hohe Frequenz von Vorteil ist hoffe ich, entsprechend der Ergebnisse den 
Verstärker steuern zu können.


ArnoR schrieb:
> Soll das +-50V bedeuten? Mit 100Vpp gibt man die Ausgangsamplitude an,
> aber nicht die Betriebsspannung.

Ja, ich meine +-50V.

ArnoR schrieb:
> Was macht die Schaltung denn? Hast du die Betriebsspannung auch
> ordentlich abgeblockt? In der Schaltung ist davon nichts zu sehen, so
> kann der nicht richtig arbeiten.

Die Schaltung hat bei +-50V Versorgunsspannung mein Eingangsignal 
(Sinus, 50 kHz, 500mVpp) brav mit dem Verstärkungsfaktor auf 20Vpp 
gebracht. Auch auf die Veränderung der Eingangsspannung hat er 
entsprechend reagiert.
Nachdem ich auf dieser Stufe die Schaltung gut funktioniert hat habe ich 
abgeschaltet, die Spannung auf +-100V angepasst und das selbe Setting 
wieder in Betrieb genommen. Jedoch konnte ich keine Verstärkung meines 
Eingangssignals beobachten und die Quelle für die Versorgunsspannung ist 
eingegangen und auf +-26 V abgefallen. Ich habe den Versuch dann sofort 
abgestellt.
Ich bin dann auf die +-50V Vs zurückgegangen, aber auch hier war wieder 
der Abfall erkennbar und verstärkt wurde auch nicht mehr.

Was meinst du genau mit abgeblockt? Ich erzeuge die Versorungsspannung 
mti einem Wide-Band Amplifier. Das Ausgangssignal sieht sehr sauber aus, 
daher habe ich auf Stabilisierungskondensatoren an der Versorgunsschiene 
verzichtet.

ArnoR schrieb:
> Im DB kannst du sehen, dass mit der eingebauten Frequenzgangkorrektur
> (22p) die von dir gewünschten Daten nicht erreicht werden können.

Die Frequenzgangkorrektur habe ich laut Datenblatt (Gain < 50 -> 22 pF) 
festgelegt. Ich habe mir aber schon gedacht hier weiter runterzugehen. 
Allerdings sollte mir das ja an der prinzipiellen Funktion der Schaltung 
wenig tun.

Ralph Berres schrieb:
> 800VSS bei 250KHz ist schon sehr sportlich. Ich würde sowas eher mit
> einen
>
> Resonanzkreis angehen, welche niederohmig angesteuert wird.

Ich weiss das es ein durchaus sportliches vorhaben ist. Leider gibt es 
auch nix fertiges in diesem Bereich. Ich benötige zum einen Flexibilität 
in der Aussgangspannung wie auch der Frequenz. Kann sowas ein 
Resonanzkreis bewerkstelligen?

von Tilman G. (knuster)


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Rowland schrieb:
> Muss das Feld sich Sinusförmig ändern?

Nein, die Form des Signals ist für den Zweck eigentlich recht unwichtig. 
Ich benötige "nur" ein hochfrequentes Wechselfeld in meiner Probe, da 
die recht groß wird (10mm) halt auch eine entsprechende Spannung um die 
nötige Feldstärke zu haben.

von Ralph B. (rberres)


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Tilman G. schrieb:
> Vielen Dank für eure Hilfe.
>
> Ralph Berres schrieb:
>> 800VSS bei 250KHz ist schon sehr sportlich. Ich würde sowas eher mit
>> einen
>>
>> Resonanzkreis angehen, welche niederohmig angesteuert wird.
>
> Ich weiss das es ein durchaus sportliches vorhaben ist. Leider gibt es
> auch nix fertiges in diesem Bereich. Ich benötige zum einen Flexibilität
> in der Aussgangspannung wie auch der Frequenz. Kann sowas ein
> Resonanzkreis bewerkstelligen?

Nicht ohne den Ausgangskreis bei Frequenzwechsel jedesmal neu 
abzustimmen.

Ralph Berres

von Falk B. (falk)


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@ Tilman G. (knuster)

>Ich weiss das es ein durchaus sportliches vorhaben ist.

Welche Erahung hast du im Bereich von E-Technik und Verstärkerbau?

> Leider gibt es
>auch nix fertiges in diesem Bereich.

Hast du ausgiebig recherciert?

> Ich benötige zum einen Flexibilität
>in der Aussgangspannung wie auch der Frequenz.

In welchem Bereich? Siehe Netiquette.

> Kann sowas ein Resonanzkreis bewerkstelligen?

Der funktioniert wie der Name sagt nur bei einer Resonanzfrequenz.

Rechnen wir mal. 100pF Last an 800Vpp sprich 400Vp = 282Vrms.

Xc = 1 / (j*w*C) ~ 6,3 kOhm, macht ~ 45mArms bzw. 12,6VA Blindleistung. 
Geht so.

Ich würde versuchen, einen normalen NF-Verstärker zu finden, der 
vielleicht 50V Amplitude und 25W++ Leistung bringt. Dahinter ein 
HF-Trafo 8:1. Dabei muss man aber die untere Grenzfrequenz in Auge 
behalten.

von Ralph B. (rberres)


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Falk Brunner schrieb:
>
> Ich würde versuchen, einen normalen NF-Verstärker zu finden, der
> vielleicht 50V Amplitude und 25W++ Leistung bringt. Dahinter ein
> HF-Trafo 8:1. Dabei muss man aber die untere Grenzfrequenz in Auge
> behalten.

Das ist aber auch schon sehr sportlich.

Bedenke das sich die Lastkapazität quadratisch mit dem 
Übersetzungsverhältnis transformiert. Bei einen Übersetzungsverhältnis 
von 1:8 werden aus den 100pF Last ganz schnell am Verstärkerausgang 
6,4nF.

Das bei 250KHz ? und 50VPP ?

Normale NF Endstufen werden bei solch einer kapazitiven Last sehr 
schnell unstabil. Mal abgesehen, das wegen der Slewrate die meisten 
Endstufen nicht dafür ausgelegt sind 250KHz bei vollen Spannungshub zu 
liefern.

Da müsste man vermutlich was komplett neues entwickeln.

Ralph Berres

von Tilman G. (knuster)


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Falk Brunner schrieb:
> Welche Erahung hast du im Bereich von E-Technik und Verstärkerbau?
Ich habe recht wenig praktischer Erfahrung, unser Techniker am Institut 
hat schon deutlich mehr, allerdings hauptsächlich im Bereich der 
Ultraschalltechnik.

Ich habe folgende Anforderungen an Verstärker:
- Erzeugung eines hochfrequenten Hochspannungssignal zum Betrieb einer 
kapazitiven Last.
Ausgangsspannung von 25Vpp-800Vpp regelbar
Frequenzband zwischen 50kHz bis 250 kHz (allerdings ist das auf den 
ApexPA94 Erfahrungen basiert). Ich würde gerne bis 2 MHz raufkommen. 
Gerne auch bei Einbußen in der unteren Grenzfrequenz.

Danke für den Vorschlag mit dem NF Verstärker und dem Trafo. Ich werde 
das mit unserem Techniker diskutieren. Auf diesem Weg habe ich bisher 
noch nicht gedacht.

Was mir gerade vorschwebt wäre ein OP, welcher mit dem Eingangsignal 
gespeist wird. Dieser schaltet dann jeweils einen n- und einen p-Mosfet 
für die Verstärkung. Aber ich muss mir das genauer Überlegen in wie weit 
das sinnvoll ist.

: Bearbeitet durch User
von ... (Gast)


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Tilman G. schrieb:
> Nachdem ich auf dieser Stufe die Schaltung gut funktioniert hat habe ich
> abgeschaltet, die Spannung auf +-100V angepasst und das selbe Setting
> wieder in Betrieb genommen. Jedoch konnte ich keine Verstärkung meines
> Eingangssignals beobachten und die Quelle für die Versorgunsspannung ist
> eingegangen und auf +-26 V abgefallen. Ich habe den Versuch dann sofort
> abgestellt.
> Ich bin dann auf die +-50V Vs zurückgegangen, aber auch hier war wieder
> der Abfall erkennbar und verstärkt wurde auch nicht mehr.

IC defekt.
Evtl. durch Schwingneigung---> fehlende Abblockkondensatoren.

von Falk B. (falk)


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@Ralph Berres (rberres)

>Das ist aber auch schon sehr sportlich.

>Bedenke das sich die Lastkapazität quadratisch mit dem
>Übersetzungsverhältnis transformiert. Bei einen Übersetzungsverhältnis
>von 1:8 werden aus den 100pF Last ganz schnell am Verstärkerausgang
>6,4nF.

Von nix kommt nix.

>Das bei 250KHz ? und 50VPP ?

Sicher, sportlich.

>Normale NF Endstufen werden bei solch einer kapazitiven Last sehr
>schnell unstabil.

Ist halt keine normale Anwendung. Aussderdem waren die 100pF nur ein 
Schuss ins Blaue. Vielleicht sind es nur 10pF. Vielleicht aber auch 
mehr. Ausserdem muss man da schon die Zuleitungskapazität mit 
berücksichtigen.

> Mal abgesehen, das wegen der Slewrate die meisten
>Endstufen nicht dafür ausgelegt sind 250KHz bei vollen Spannungshub zu
>liefern.

Kann sein, es ist ja auch nur ein ANSATZ, keine fertige Lösung.

>Da müsste man vermutlich was komplett neues entwickeln.

VORHER muss man erstmal GRÜNDLICH recherchieren, eher man meint, das 
unbedingt von Null auf neu machen zu müssen. Erst recht der OP, der 
keine große Erfahrung hat. Da wird ein eigener Entwurf 100mal teurer.

von Falk B. (falk)


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@Tilman G. (knuster)

>Ich habe recht wenig praktischer Erfahrung, unser Techniker am Institut
>hat schon deutlich mehr, allerdings hauptsächlich im Bereich der
>Ultraschalltechnik.

Also musst du die möglichst auf fertige Komponenten konzentrieren und 
nicht selber basteln (entwickeln können nur Leute mit ausreichend Wissen 
und Erfahrung).

>- Erzeugung eines hochfrequenten Hochspannungssignal zum Betrieb einer
>kapazitiven Last.
>Ausgangsspannung von 25Vpp-800Vpp regelbar
>Frequenzband zwischen 50kHz bis 250 kHz (allerdings ist das auf den
>ApexPA94 Erfahrungen basiert). Ich würde gerne bis 2 MHz raufkommen.

;-)
Wird ja immer doller. Aber 50-250kHz sind nicht allzu schwierig. Aber 
man sollte sich im klaren sein, das 400Vp bei 250kHz schon nette 
Leuchtfeuer erzeugen, wenn die Leitungen auch mit Isolation zu nahe 
kommen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Kirlianfotografie

>Gerne auch bei Einbußen in der unteren Grenzfrequenz.

>Was mir gerade vorschwebt wäre ein OP, welcher mit dem Eingangsignal
>gespeist wird. Dieser schaltet dann jeweils einen n- und einen p-Mosfet
>für die Verstärkung. Aber ich muss mir das genauer Überlegen in wie weit
>das sinnvoll ist.

Geht mal davon aus, dass man einen Verstärker von DEM Kaliber nicht mal 
einfach so baut. Und du mit deiem Kenntnisstand schon gar nicht. Es ist 
ein WEITER Weg von einem Grundprinzip zu einer praktischen Schaltung.

von Tilman G. (knuster)


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Es ist mir durchaus bewusst, dass ich für meine Anwendung eine eher 
sportliche Lösung brauche.
Das Problem mit dem Verstärker treibt mich schon länger um. Versuche mit 
schwächeren Aufbauten haben mir gezeigt was möglich ist. Allerdings habe 
ich bisher immer den eigenen Ansatz mit diskretem Aufbau gescheut, da 
mir der Aufwand nicht kalkulierbar schien.
Der Apex PA94 schien mir dann wie eine weitestgehend fertige Lösung für 
die Verstärkerstufe, die "nurnoch" beschaltet werden muss und versorgt 
werden muss.
Ich bin daher gerade ein bisschen am verzweifeln, da mir der leichte Weg 
mit dem Apex nicht mehr praktikabel erscheint. Das Bauteil scheint mir 
schon im Aufbau und dem reinen Leerlaufbetrieb sehr empfindlich 
(überempfindlich) und falls dem wirklich so ist kann ich mir schwer 
vorstellen damit eine vernünftige Lösung zu entwickeln.
@Falk:
Die Gefahren die der Hochspannungstechnik innewohnen habe ich denke ich 
begriffen und versuche mich und meine Umwelt mit größter Sorgfalt vor 
lustigen Blitzen zu schützen.
Am Ende des Tages möchte ich aber tatsächlich eher User als Entwickler 
sein. Daher habe ich das Projekt auch mit dem PA94 als integriertes 
Bauteil gestartet.

: Bearbeitet durch User
von Ralph B. (rberres)


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Einen Verstärker zu bauen, der von 50KHz bis 250KHz oder gar bis 2MHz 
geht, dabei 800VPP an eine kapazitive Last von selbst nur 20pF 
breitbandig aufzubauen ist schon eine extrem sportliche Herausforderung.

Ich wüsste jetzt keinen Hersteller, der sowas liefert.


Das was am ehesten gehen würde wäre eine HF Endstufe , die von LW bis MW 
durchstimmbar ist. Da wäre eventuell eine Röhrenendstufe zielführend.

Die ist aber auch nicht so ganz Easy aufzubauen.


Es gibt zwar Endstufen, die von wenigen 10KHz bis ein paar MHz 
funktionieren, doch die wollen zwingend mit Reell 50 Ohm abgeschlossen 
sein.

Sie mögen einfach keine Impedanz die wesentlich von den 50 Ohm abweicht.

Jetzt könnte man dahinter ein Antennenanpassgerät schalten Stichwort 
Collinsfilter mit dem man die Impedanz deines Prüfling an die 50 Ohm 
anpassen kann, doch dies ist wieder sehr schmalbandig.

Im Amateurfunkbereich passt man auf diese Weise endgespeiste 
Langdrahtantennen ein, die auch eine hochohmige Impedanz haben können.

Und bei ein paar Zehn Watt Leistung kommen dann auch diese Spannungen 
zustande.

Aber ganz davon abgesehen musst du auch noch dafür Sorge tragen, das die 
abgestrahlte HF nicht euer Raum verlässt. Hast du dir darüber auch mal 
Gedanken gemacht?

Du bewegst dich voll im HF Bereich. Wenn du da mit deinem Signal rein 
zufällig irgend einen Funkdienst störst, könntet ihr schlimmstenfalls 
noch Bekanntschaft mit der Bundesnetzagentur machen.

Ralph Berres

von Tilman G. (knuster)


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Danke für diese Gedanken.
Ich habe mal einen Versuch unternommen und die kapazitive Last der Probe 
abgeschätzt. Ich komme hier auf 0.16 pF
Es gibt von Herstellern wie E&I, AR oder Frankonia schon Geräte die 
breitbandige HF Verstärker dienen können, aber die fallen mit Preisen 
zwischen 8.000-20.000 € aus dem mir zur Verfügung stehenden Budget raus. 
Auch die Impedanz müsste dort angepasst werden. Danke für den Hinweis.
Je nach abgebener Leistung dachte ich, dass die Abschirmung durch ein 
Labor im Keller und eine Probe im Ofen gegeben sein müsste. Aber 
wirklich genau habe ich es nicht beachtet.

von Falk B. (falk)


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@ Tilman G. (knuster)

>Ich habe mal einen Versuch unternommen und die kapazitive Last der Probe
>abgeschätzt. Ich komme hier auf 0.16 pF

Na das klingt ja schon mal gut. Das sollte deutlich einfacher machbar 
sein.
Mein Ansatz wäre immer noch der gleiche. NF-Verstärker + Trafo. Die 
parasitären Kapazitäten des Trafos sind dann sowieso höher als die 
"Last".
Also muss man "nur" den Leerlauf betrachten.

Ich hab vor einiger Zeit mal quick & dirty einen P22er Schalenkern für 
einen Trafo mit ~500Vp gewickelt, betrieben mit Royer Converter und 
12V Betriebsspannung. Lief relativ easy. Man muss es halt mal 
durchrechnen. Und da es nur ein einxerimentelles Einzeltsück werden 
soll, braucht man auch keine perfekte, kostenoptimierte Lösung.

Ich würde einen etwas größeren Schalenkern nehmen, P36 oder so und mal 
rechnen.

http://ferrite.de/de/warengruppe/44-p-kerne/artikel/263-p36-slash-22/

http://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen#Entwicklung_von_Netztrafos

Macht bei minimal 50kHz und 280Vrms und 300mT Aussteuerung macht das 
gerade mal 21 Windungen. Ich würde mal eher in Richtung 50 gehen, das 
schont den Ferritkern und macht weniger Verluste. Die Primärwicklung hat 
halt um den Faktor k weniger Windungen. Man muss ja nicht zwangsweise 
auf 50Vp, vielleicht reichen auch 20Vp und mehr Übersetzung im Trafo. 
Klingt alles machbar. Faktor 20 im Trafo macht aus 1pF 400pF. Also 400pF 
an den NF-Verstärker anschließen und testen.

von Rowland (Gast)


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Tilman G. schrieb:
> Nein, die Form des Signals ist für den Zweck eigentlich recht unwichtig.

Dann könnte man doch einen HF-Transformator im Gegentaktbetrieb mit 
einer Rechteckspannung betreiben und spart sich den Analogverstärker 
komplett.

von ArnoR (Gast)


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> die kapazitive Last der Probe abgeschätzt. Ich komme hier auf 0.16 pF

Also wenn das wirklich stimmen sollte, dann liegt das um Größenordnungen 
unter den Streu- und Bauteilkapazitäten und bedeutet praktisch einen 
leerlaufenden Verstärker.

Da würde ich einfach 2 Mosfets im Gegentakt mit etwas Stromgegenkopplung 
(Sourcewiderstände) außerhalb der Gegenkopplungschleife eines OPV 
arbeiten lassen. So wie hier:

Beitrag "Re: Endstufe 1kV mit Übertragungsbereich ab DC"

Mit Rd=10k, Rs=470R und CL=1p hat man V=40, B>400kHz und 40mA 
Stromaufnahme. Man kann die Bandbreite auf Kosten der Leistungsaufnahme 
weiter vergrößern.

von Brazzo (Gast)


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Dabei sollte man nicht vergessen, dass ein Meter Koax schon mit 100pF/m 
zu zur Kapazitaet beisteuert.
Ich denk auch der PA94 wird's nicht bringen. Einen Resonanzkreis kann 
ich nicht empfehlen. Ich hab auch mal einen fuer 4MHz, aehnliche 
Experimente mit einem Quadrupol, bauen muessen. An der 
transformatorischen Kopplung, wir wollten einen symmetriechen Ausgang, 
haben wir zuviel Zeit gebraucht. Je nach Annaeherung der der 
Treiberspule veraendert sich die Resonanzbedingung, die Resoanzfrequenz. 
Ich wuerd einen festen Transformator, maximale Kopplung verwenden und 
mit einer Hohen Spannung ansteuern. Wieviel man eben aus irgendwas 
breitbandig rausbringt.

von Tilman G. (knuster)


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ArnoR schrieb:
>> die kapazitive Last der Probe abgeschätzt. Ich komme hier auf 0.16 pF
>
> Also wenn das wirklich stimmen sollte, dann liegt das um Größenordnungen
> unter den Streu- und Bauteilkapazitäten und bedeutet praktisch einen
> leerlaufenden Verstärker.
>
> Da würde ich einfach 2 Mosfets im Gegentakt mit etwas Stromgegenkopplung
> (Sourcewiderstände) außerhalb der Gegenkopplungschleife eines OPV
> arbeiten lassen. So wie hier:
>
> Beitrag "Re: Endstufe 1kV mit Übertragungsbereich ab DC"
>
> Mit Rd=10k, Rs=470R und CL=1p hat man V=40, B>400kHz und 40mA
> Stromaufnahme. Man kann die Bandbreite auf Kosten der Leistungsaufnahme
> weiter vergrößern.

Das erscheint mir als eine sehr praktikable Lösung. Schaut auf den 
ersten Blick auch deutlich eleganter aus als meine Idee mit n- und 
p-Mosfet.
Im Bezug auf deinen Schaltplan vom 07.01.2013 17:04 ist mir nicht klar 
wo die Phasenumkehr geschieht.
Aber vielen Dank für diesen Tip. Ich werde mir das übers Wochenende 
durchdenken.

von Falk B. (falk)


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@ Tilman G. (knuster)

>> Beitrag "Re: Endstufe 1kV mit Übertragungsbereich ab DC"
>>
>> Mit Rd=10k, Rs=470R und CL=1p hat man V=40, B>400kHz und 40mA
>> Stromaufnahme. Man kann die Bandbreite auf Kosten der Leistungsaufnahme
>> weiter vergrößern.

>Das erscheint mir als eine sehr praktikable Lösung.

Ja richtig, scheint. Von so einer Grundschaltung zur fertigen Lösung ist 
es aber des öfteren ein steiniger Weg.

>Im Bezug auf deinen Schaltplan vom 07.01.2013 17:04 ist mir nicht klar
>wo die Phasenumkehr geschieht.

In der Ansteuerung der IGBTs.

von ArnoR (Gast)


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> Im Bezug auf deinen Schaltplan vom 07.01.2013 17:04 ist mir nicht klar
> wo die Phasenumkehr geschieht.

Die beiden Mosfets werden gegenphasig angesteuert, z.B. von einem 
invertieren und einem nichtinvertierendem Verstärker, die ihr 
Eingangssignal von derselben Quelle bekommen. Also genau so, wie du es 
oben in deiner Schaltung hast.

Falk Brunner schrieb:
> Ja richtig, scheint. Von so einer Grundschaltung zur fertigen Lösung ist
> es aber des öfteren ein steiniger Weg.

Lass dich vom Falk mal nicht nervös machen, das funktioniert.

Damit die Schaltung richtig arbeitet, brauchen die Mosfets eine 
Gatespannung zur Einstellung des Arbeitspunktes (Ug=Ugs+Id*Rs, etwa 
10V), der das Signal dann überlagert wird; das können die 
vorgeschalteten OPVs gleich mit erledigen. Die Betriebsspannung braucht 
auch nur etwas größer als die einseitige Spitzenaussteuerung zu sein 
(Brückenschaltung). Man kann also kleine 500V-Mosfets nehmen, damit 
gewinnt man auch wieder an Bandbreite.

von Falk B. (falk)


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@ ArnoR (Gast)

>Lass dich vom Falk mal nicht nervös machen, das funktioniert.

Hast du sie praktisch aufgebaut und erprobt? Bei den gewünschten 
50-250kHz?

von Tilman G. (knuster)


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Falk Brunner und Arno,
Vielen Dank für euren Input. Natürlich muss ich die Schaltung für meine 
Zwecke anpassen, aber mir schaut das nach einer sehr guten Grundlage 
aus. Wie sie dann wirklich über den Frequenzbereich funktioniert werde 
ich berichten :)
Ich schau mal ob ich einen geeigneten mosfet für diesen Spannungsbereich 
finde. RS hat mal den RJK60S7DPQ-E0 als besonders geeignet mit geringen 
Schaltverlusten angepriesen, aber in diesem Bereich gibt es ja einiges.

von unbekannter (Gast)


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An deiner Stelle würde ich die 250 kHz mit z.B. 40V P.P erzeugen und 
dann mittels eines (ferritfreien) Überträgers auf die gewünschte 
Endspannung bringen. So kann man billige Leistungstransistoren/Mosfets 
benutzen, so wie es all die Teslaspulenbastler auch machen

von ArnoR (Gast)


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> Hast du sie praktisch aufgebaut und erprobt? Bei den gewünschten
> 50-250kHz?

Nein, hab ich nicht, aber genug Ähnliches. Sowohl in dem 
Spannungsbereich als auch bei höheren Frequenzen.

Wo siehst du denn gravierende Abweichungen zur Simulation?

Der Mosfet ist relativ stark gegengekoppelt (URS~5V, also Drift 
<0,1%/°C) und damit ergibt sich eine gute Linearität und Stabilität. Die 
paar pF, die in der Praxis noch dazukommen, spielen gegenüber den rel. 
großen Kapazitäten am Mosfet kaum eine Rolle und bewirken lediglich eine 
geringere Bandbreite. Das kann man mit kleinflächigen modernen 
CoolMos-Transistoren locker ausgleichen und die Bandbreite noch deutlich 
steigern. Wenn man z.B. IFR810 einsetzt (der ist schlechter, ich hab 
kein Modell von einem kleinen CoolMos eingebunden), ergibt sich bei 
Vollaussteuerung und 100kHz ein Gatestrom von 1,7mAs und eine Spannung 
von 6,7Vs bei RS=330R, also auch kein Problem für einen schnellen OPV. 
Betriebsspannung 450V, Aussteuerbarkeit >800Vss.

von ArnoR (Gast)


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Tilman G. schrieb:

> RJK60S7DPQ-E0

Der ist vollkommen ungeeignet, weil viel zu "groß". D.H. er hat zu große 
Kapazitäten. Ich schlage einen IPL65R725CFD oder ältere Typen wie 
SPP02N60C3 vor.

von Falk B. (falk)


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@ unbekannter (Gast)

>An deiner Stelle würde ich die 250 kHz mit z.B. 40V P.P erzeugen und
>dann mittels eines (ferritfreien) Überträgers auf die gewünschte
>Endspannung bringen.

Na dann bau mal einen ferritfreien Übertrager im Bereich 50-250kHz.

Warum ferritfrei? Ist das sowas wie bleifreies Benzin?

> So kann man billige Leistungstransistoren/Mosfets
> benutzen, so wie es all die Teslaspulenbastler auch machen

Bestimmt . . .

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