Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor/Fet für Analogbetrieb gesucht.


von Peter (Gast)


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Hallo

ich benötige einen Transistor, der einen Kondensator 1mF mit begrenztem 
strom auf 400V laden soll. Sperrspannung min. 600V, Strom > 10A, da der 
ladestrom auf 6A begrenzt werden soll. Dachte an einen n-Kanal Mosfet, 
aber er muß für analogbetrieb geeignet sein. bei vielen steht switching 
applications ausserdem gibt es kaum welche, die eine solche belastung 
lt. SOA aushalten. Nach welchem stichwort kann ich suchen. bei 
elektronischen lasten oder verstärkern muss doch soetwas verbaut sein, 
oder?

Danke Peter

von Stefan F. (Gast)


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600V × 6A = 3600W

Ich habe noch nie einen Transistor gesehen, der so viel Leistung in 
Wärme umsetzen kann, ohne dabei sofort einzuschmelzen.

Ich glaube, du braucht ein ganz anderes Lösungskonzept. Zum Beispiel 
einen Schaltwandler mit Strombegrenzung.

von Peter (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> 600V × 6A = 3600W
>
> Ich habe noch nie einen Transistor gesehen, der so viel Leistung in
> Wärme umsetzen kann, ohne dabei sofort einzuschmelzen.

hab ich auch noch nicht gesehen, aber es soll ja ein Kond. mit konst. 
Strom geladen werden.

Ladezeit ist also 1mF*400V/6A = 66ms. Das kann ein Fet schon schaffen. 
Fragt sich bloss welcher.

von ArnoR (Gast)


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IXTK/IXTX60N50L2, ein paar Stück parallel, mit 
Stromverteilungswiderständen.

von Fabian F. (fabian_f55)


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von Wolfgang (Gast)


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Peter schrieb:
> Dachte an einen n-Kanal Mosfet, aber er muß für analogbetrieb
> geeignet sein.

Warum?
Selbst Audioendstufen arbeiten heutzutage oft im Schaltbetrieb.
Bist du sicher, dass du das richtige Konzept verfolgst.

Wenn es unbedingt analog sein muss: Den Ladestrom könntest du genauso in 
einem klassischen Widerstand verbraten, statt einen nur halb leitenden 
MOSFET damit zu traktieren. Anschließend überbrückst du den Widerstand 
mit einem FET - als Schalter.

von Sebastian S. (amateur)


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@Fabian

Bestand = 0
Aber 44 Wochen Vorlaufzeit

Also nichts für ein Quicky

von Stefan F. (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Bestand = 0
> Aber 44 Wochen Vorlaufzeit
> Also nichts für ein Quicky

Und Mindestabnahme 100 Stück für rund 8000€ - ein Schnäppchen für jeden 
Hobbykeller.

von Traglast (Gast)


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Peter schrieb:
> ich benötige einen Transistor, der einen Kondensator 1mF mit begrenztem
> strom auf 400V laden soll. Sperrspannung min. 600V, Strom > 10A, da der
> ladestrom auf 6A begrenzt werden soll. Dachte an einen n-Kanal Mosfet,
> aber er muß für analogbetrieb geeignet sein.

Das kann auch ein Schaltwandler im CC (KSQ) Modus. Man könnte sogar so 
weit filtern, daß der Strom extrem glatt würde (nur nebenbei, um 
vorzubeugen, weil wieder das Argument "Ripple" kommen könnte).

Übrigens gibt es auch E-Lasten nach diesem Prinzip. So hohe 
Verlustleistung im Linearbetrieb (>400V * 6A) ist wirklich ein wenig 
viel verlangt.


Stefanus F. schrieb:
> Schaltwandler mit Strombegrenzung

Nur, wenn diese Strombegrenzung einstellbaren Konstantstrom kann.
"Strombegrenzung" aber meint i.A. Begrenzung des Kurzschlußstromes
auf einen festen (ohne Schaltungseingriff unveränderlichen) Wert.


@Peter: Es ist machbar, wie gesagt mit CC-Schaltwandler.

Normalerweise am einfachsten mit einem Abwärtsregler - wenn man eine
Quelle > 400VDC hat. Aufwärts wäre auch möglich, und wenigstens wären
320VDC recht leicht herstellbar...

Was ist denn Deine Spannungsquelle dafür?

Ist Dir schon klar, daß Du, um einen Transistor
(hier würde man zwar mehrere brauchen)

als KSQ (Konstantstromquelle) zu benutzen
(um einen Kondensator mit konstanten 6A auf 400V zu laden),

erst einmal eine Spannungsquelle > 400VDC bräuchtest?

Hast Du eine solche? Wohl nicht, Deine "600V" klingen geschätzt.


Rein theoretisch könnte man sich - auch als Anfänger - ein 
Halbbrücken-Modul zunutze machen. Darin wäre praktisch der gesamte dazu 
benötigte Leistungsteil enthalten, das geht mit weniger Wissen bzw. 
Arbeit. Nur
noch mit passender Ansteuerung (Kleinspannung) zu ergänzen.

https://www.mouser.de/Semiconductors/Discrete-Semiconductors/Transistors/IGBT-Modules/_/N-ax1sd?P=1ywo6bw

Man bräuchte aber auch noch genannte DC-Quelle > ca. 420VDC, und dazu 
außerdem eine passende Drossel. (Allerdings auch bei maximal möglicher 
Schaltfrequenz kein "Zwerg", sondern ein Klops.).


Ohne Erfahrung mit Netzspannung oder HVDC aber schlecht.
Und sorry, aber Deine Fragestellung deutet nicht darauf hin.


Also, diverse Fragen wurden Dir schon gestellt. Erkläre genau, was Du 
vor hast, und welche Mittel Dir zur Verfügung stehen (und das Budget).

Laß nichts aus. Die Anwendung bestimmt die Anforderungen.
Was Du geschrieben hast, enthält viel zu wenige Informationen.
Ich bin gespannt.

von Traglast (Gast)


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Traglast schrieb:
> Aufwärts wäre auch möglich,

Ach Quatsch. Ginge auch nur als PFC vor einem Buck.

Wenn, dann müßte ein Wandler mit Eingang 320VDC auch bei 0V anfangen,
jedoch bei 400VDC aufhören... also müßte er Auf- wie Abwärts können.
Und kann er das, kann man ihn auch gleich mit PFC Funktion bauen.

Gerade zitierte Behauptung hätte ich mir also besser sparen sollen.

von nochjemand (Gast)


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Such nach Planartypen. Bei Hochspannungsfet für 400V bin ich persönlich 
sehr skeptisch. Ich denke nicht, dass du welche bekommen wirst.
Möglicherweise siehts bei BIPs besser aus.

Bei 1mF könnte man auch über einen Schaltregler nachdenken. Das sind 440 
Joule (die Hälfte bleibet im Transitor...), das ist ein Batzen Energie. 
Ein Buck mit Stromlimit könnte das schön linear laden, und danach seinen 
FET komplett einschalten.

Ein Variante, die ich bei Wechselrichtern in der Industrie gesehen habe 
(öfter) sind spezielle PTC (ja richtig, keine NTC).Du findest eine Serie 
für diesen Zweck hier:
https://en.tdk.eu/inf/55/db/PTC/PTC_ICL_in_housing.pdf
Es gibt noch viel, viel größere als die ;-)
Man hat sie aus Sicherheitsgründen verbaut. Bei einem 
Zwischenkreiskurzschluss passiert dann nichts, außer dass das System 
nicht hochkommt.
Den PTC muss man im Betrieb brücken.

Wenn man die Sicherheit nicht benötigt, ist oft ein NTC günstiger. Ob 
das Sinn macht kommt halt auf den Strom an. Bei hohen Strömen wird es 
schwierig, etwas zu finden, bei z.B. 2A wäre das das Mittel der Wahl.

von Peter (Gast)


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Traglast schrieb:
> Übrigens gibt es auch E-Lasten nach diesem Prinzip. So hohe
> Verlustleistung im Linearbetrieb (>400V * 6A) ist wirklich ein wenig
> viel verlangt.

Danke für deinen ausführlichen Beitrag, Aber das hatte ich ja eigentlich 
schon weiter oben erklärt. Siehe 3. Post.

Peter schrieb:
> hab ich auch noch nicht gesehen, aber es soll ja ein Kond. mit konst.
> Strom geladen werden.
>
> Ladezeit ist also 1mF*400V/6A = 66ms. Das kann ein Fet schon schaffen.
> Fragt sich bloss welcher.

nochjemand schrieb:
> Such nach Planartypen. Bei Hochspannungsfet für 400V bin ich persönlich
> sehr skeptisch. Ich denke nicht, dass du welche bekommen wirst.
> Möglicherweise siehts bei BIPs besser aus.

Danke für diesen Tipp. Endlich einer, der konkret auf die Frage 
eingeht;-)

Bei den PTC von denen du sprichst habe ich schon einen eine Serie 
kleiner eingesetzt. Damit wird der Elko zum großteil geladen und dann 
übernimmt der Transistor/Mosfet.

nochjemand schrieb:
> außer dass das System
> nicht hochkommt.

Und genau da ist das Problem. Bei einer anwendung wo es auf Bridging 
time ankommt muß für eine Zeit gepuffert werden und dann soll das system 
wieder anlaufen und muss nun Kondensator laden und die anwendung 
versorgen. Da kann man nicht nach ein paar sekunden den 
PTC/NTC/Widerstand erst überbrücken, da sonst die Anwendung schlapp 
macht.

von Schorsch X. (bastelschorsch)


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Es gibt eine ganze Menge von 1200V IGBTs, die auch einigermaßen 
bezahlbar sind. Mehrere parallel dürften doch passen ? Schukat hat da 
ein recht großes Angebot. Verlustleistung bis mehrere 100 Watt.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Peter schrieb:
> Ladezeit ist also 1mF*400V/6A = 66ms. Das kann ein Fet schon schaffen.
> Fragt sich bloss welcher.
Es muss einer (oder mehrere) mit viel Silizium zur Energieaufnahme sein, 
denn wenn die ganze Energie in 66ms anfällt, dann ist da nichts mit 
"Entwärmung über Kühlkörper".

Peter schrieb:
> ch benötige einen Transistor, der einen Kondensator 1mF mit begrenztem
> strom auf 400V laden soll. Sperrspannung min. 600V, Strom > 10A, da der
> ladestrom auf 6A begrenzt werden soll.
Ich würde mir da was mit einem Widerstand ausdenken, der einige Energie 
aus dem "Ladetransistor" fernhält, und dann wenn noch nötig gegen Ende 
des Ladevorgangs den Widerstand mit einem weiteren Schalter überbrücken.

von Peter D. (peda)


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Ich würde das nicht mehr analog machen, sondern einen Buck-Converter 
nehmen. Es gibt dafür Ansteuer-ICs, die können gleichzeitig I und U 
regeln. D.h. erst wird auf 6A geregelt und dann auf 400V. Quasi wie ein 
Labornetzteil.

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