Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik HV Spannungsquelle mit OPV


von DerIch (Gast)


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Hallo,
ich würde mir gern eine kleine Hochspannungsquelle bauen. Ähnlich der 
folgenden:
https://sites.google.com/site/diygeigercounter/circuit-description

allerdings soll diese zum einen von einem ATmega getaktet werden(an 
Stelle NE555)und zum anderen über eine Steuerspannung in der Höhe 
eingestellt werden. Ich habe mir die Angehangene Schaltung überlegt.

Ich bin mir jetzt allerdings unsicher ob das so gut funktionieren wird, 
da der OPV über eine Rückkopplung verschalten ist (Gain = 2) und somit 
beim entladen der Spule gegensteueren könnte??? und so meine erziehbare 
Spannung für die Hochspannungskaskade verringert.

Und wenn ja würde eine Diode am Ausgang des OPV in Reihe zur Spule die 
Sache besser machen?

Ich trette gerade echt auf'm Schlauch, kann mir jemand helfen?

von Helmut L. (helmi1)


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DerIch schrieb:
> allerdings soll diese zum einen von einem ATmega getaktet werden(an
> Stelle NE555)und zum anderen über eine Steuerspannung in der Höhe
> eingestellt werden.

Die hoehe der Ausgangsspannung stellt man in der Regel ueber das 
Tastverhaeltnis des MOSFets ein. Warum machst du das nicht genauso.

Wie hoch soll die Ausgangsspannung den werden? Bei hoeheren 
Ausgangsspannung wird im allgemeinen ein Sperrwandler eingesetzt.

: Bearbeitet durch User
von DerIch (Gast)


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ich hatte mir gedacht, dass ich das Tastverhältnis so einstelle das die 
Schaltung optimal läuft. D.h. relativ geringer Stromverbrauch... 
Beiläufig bemerkt ist mir die Relation den Tastverhältnis und ggf. die 
Berechnung noch unklar (z.B. bei L = 10mH).

von Helmut L. (helmi1)


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DerIch schrieb:
> h hatte mir gedacht, dass ich das Tastverhältnis so einstelle das die
> Schaltung optimal läuft. D.h. relativ geringer Stromverbrauch...

Die nimmt soviel auf wie am Ausgang verlangt wird. Da kann man nicht auf 
"Optimal" einstellen und dann das dem OP zuweisen "mach mal".  Es gibt 
keine wunderbare Brotvermehrung.

Bei extremen Verhaeltnisse bei Eingangs zu Ausgangsspannung wird auch 
das Pulsbreitenverhaeltnis extrem. Dein Transistor muss dann 2 Parameter 
erfuellen.

1. Muss er die Ausgangsspannung aushalten koennen.
2. Muss er den Eingangsstrom abkoennen (also kleiner RDSOn haben).

Das sind 2 Parameter die sich bei MOSFets etwas gegeneinander laufen.
Die MOSfets fuer hoehe Spannungen haben auch hoehere RDSOn Widerstaende.

Deshalb baut man sowas meistens als Sperrwandler auf und hat damit einen 
Freiheitsgrad mehr in der Schaltung, das Uebersetzungsverhaelnis des 
Trafos.

von Christoph (Gast)


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Bei Step Up-Wandlern limitiert u.a. der Widerstand des Gesamtaufbaus die 
maximal erreichbare Ausgangsspannung (fuer gegebene Eigangsspg.)

Um ein Feeling fuer die Ablaeufe zu bekommen:

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

Es gibt auch AppNotes von vielen IC-Herstellern zur Berechnung (die 
alten sind hierbei IMHO oft besser). Ohne Mathe gehts halt nicht.

von Udo S. (urschmitt)


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Die Spannungsquelle hat keinerlei Regelung der Spannung. Nur eine 
Pseudosteuerung über den OP für die Versorgungsspannung der Spule und 
des Schalttransistors.
Ohne Last steigt die Ausgangsspannung so lange an, bis entweder die 
Diode, der Kondensator oder der Mosfet durchbricht, oder die Verluste so 
hoch werden, daß sie der nachgeladenen Energie entsprechen.

von MaWIn (Gast)


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DerIch schrieb:
> Ich habe mir die Angehangene Schaltung überlegt.

Was soll der Unsinn ?

Aus 10M machst du mit einer Spule niemals eine Hochspannung.

Es ist maximal eine Spannungserhöhung erreichbar, die die Güter der 
Spule entspricht, also bei der handelsüblichen Güte 20 vielleicht 200V.

Nehmen wir an, du verwendet einen Trafo statt der Spule, beispielsweise 
eine Zünspule aus einem Auto.

Dann steigt die Spannung so weit, bis am Ende Funken fliegen, und wenn 
diese Funken nicht über eine Zündkerze fliegen, dann eben im Trafo, denn 
deine Schaltung ENTHÄLT KEINE REGELUNG oder Begrenzung der Spannung.

So geht es also auch nicht. Im Auto begrenzt man die Spannung an der 
primären Wicklung auf 400V, dmit sekundär keine Beschädigung entsteht.

Nehmen wir an, du "dass ich das Tastverhältnis so einstelle" hast es 
eingestellt und nun ändert sich die Belastung. Da niemand regelt, kommt 
dann eine ganz andere Spannung raus. Ohne Reglung wird das nichts.

Schau dir doch einfach fertige Schaltungen an die andere schon 
erfolgreich realisiert haben. Man muss das Rad nicht zum tausendsten Mal 
erfinden, vor allem nicht dann, wenn einem das Handwerkszeug dazu 
komplett fehlt.

Der Vorteil ist jedoch: Du kannst dich mit deiner 'Hochspannung' 
wenigstens nicht umbringen.

von DerIch (Gast)


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Nun gut das hat mir schon weitergeholfen. Noch eine Bemerkung:

Ich möchte mit der "Hochspannung" ein Zählrohr betreiben, d.h. die Last 
ist theoretisch bekannt = R gegen unendliche.

>Es ist maximal eine Spannungserhöhung erreichbar, die die Güter der
>Spule entspricht, also bei der handelsüblichen Güte 20 vielleicht 200V.

Das weitere Hochspannungskaskade nachgeschaltet werden müssen um eine 
ausreichend hohe Spannung zu bekommen ist auch klar.

Des Weiteren ist die Spannungsquelle durch die Kaskade (Dioden und 
Kondensatoren) immer belastet. Somit steigt die Spannung nicht extrem 
an. (siehe z.B. Recovery-Time bei Dioden und ESR bei C). Damit liegt die 
entstehende Hauptlast eher in der Kaskade und nicht beim Zählrohr.

Von einer Reglung habe ich auch nicht gesprochen.

Es war eben eine Überlegung eine universelle HV-Spannungsquelle für 
Zählrohre zu bauen die nach Möglichkeit eine relativ lineare Kennlinie 
besitzt.

von Udo S. (urschmitt)


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DerIch schrieb:
> Von einer Reglung habe ich auch nicht gesprochen.

Die brauchst du aber. Ein Zählrohr braucht -abhängig in welchem Bereich 
du es betreibst- eine halbwegs konstante Spannung.

DerIch schrieb:
> Es war eben eine Überlegung eine universelle HV-Spannungsquelle für
> Zählrohre zu bauen die nach Möglichkeit eine relativ lineare Kennlinie
> besitzt.

"Möglichst universell" ist dann meistens eine Lösung, die nichts gut 
aber alles halbwegs oder gar schlecht kann.

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