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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregler 8000V zu 15V


Autor: Al Mir (Firma: ABB) (zuvi)
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Hallo zusammen

Ich suche ne lösung für ein kleines Problem.
Ich habe eine Hochspannungsquelle die ich zwischen 1'200V und 8'000V 
betreibe, von dieser Quelle brauche ich aber eine Spannung die zwischen 
12-25V liegt egal ob die Quelle auf 1200V oder auf 8000V eingestellt 
ist.

Da ich nur einen kleinen Strom (1mA) brauche, dachte ich an einen 
Spannungsteiler mit Spannungsregler.
Das könnte dann so aussehen, ein Spannungsteiler 100:1, bei 1200V habe 
ich 12V und bei 8000V sind es 80V. Mit diesen 12V-80V auf einen 
Spannungsregler, DC/DC Converter oder was auch immer, um die Ziel 
Spannung zwischen 12-25V zu erreichen.

Habe leider keinen Regler gefunden der die 80V aushält.

Kurz zur Anwendung der Spannung, mit dieser Spannung zwischen 12-25V 
möchte ich einen IGBT ansteuern, er soll immer ein sein ausser ein 
bestimmter Strom der durch den IGBT fliesst wird zu gross dann wird 
seine Steuerspannung kurzgeschlossen und er schliesst. Das ganze schon 
mit einer Batterie getestet.

Die Spannung sollte möglichst klein und einfach sein da ich bis zu 40 
Kanäle brauche.

Hoffe das jemand ne idee hat.

Danke LG

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Almir Ajradini schrieb:
> Habe leider keinen Regler gefunden der die 80V aushält.


Dann schalte eine Z-Diode mit 35V an den niedervoltigen Ausgang Deines 
Spannungsteilers.
Regler bis Uin max 35V gibt es Dutzende.

Autor: Al Mir (Firma: ABB) (zuvi)
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> Dann schalte eine Z-Diode mit 35V an den niedervoltigen Ausgang Deines
> Spannungsteilers.
> Regler bis Uin max 35V gibt es Dutzende.

Ich dachte auch schon an eine Z-Diode mit 15V ohne zusätzlichen Regler 
nur weiss ich nicht wie sich das verhält, die Z-Diode sollte soviel ich 
weiss einen mindeststrom haben.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Al Mir schrieb:
>> Dann schalte eine Z-Diode mit 35V an den niedervoltigen Ausgang Deines
>> Spannungsteilers.
>> Regler bis Uin max 35V gibt es Dutzende.
>
> Ich dachte auch schon an eine Z-Diode mit 15V ohne zusätzlichen Regler
> nur weiss ich nicht wie sich das verhält, die Z-Diode sollte soviel ich
> weiss einen mindeststrom haben.

aber:

> um die Ziel
> Spannung zwischen 12-25V zu erreichen.

wird bei 25V nicht gehn mit 15V Diode.

> nur weiss ich nicht wie sich das verhält,

dann probier es halt selber aus. Ohne den Rest Deiner Schaltung zu 
kennen können wir das auch nur erraten.

Autor: MaWin (Gast)
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Du hast ja auch eine Modestspannung, 1200V, und damit bei 100V 
garantiert mehr als 1mA fliesst, brauchst du weniger als 1 MOhm. Bei 
8000V fliessen dann 8mA und entstehen 64W Verlustleistung, das ist schon 
ein etwas grösserer Widerstand.

Kann man also machen, die Lösung ist aber sicher nicht gut. Es hat schon 
seinen Grund, warum andere Leute da gut isolierte Trafos verwenden (oder 
Batterien, wenn man nur kurz braucht).

Autor: MaWin (Gast)
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Uups, so viele Tippfehler. Mindestspannung, 1000V

Autor: Erich (Gast)
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Bitte mal den LND150 (Supertex) ansehen.
http://www.supertex.com/pdf/datasheets/LND150.pdf

Man kann diese Teile kaskadieren...

Dazu die Application Notes
http://www.supertex.com/pdf/app_notes/AN-D11.pdf
http://www.supertex.com/pdf/app_notes/AN-D16.pdf

Autor: Al Mir (Firma: ABB) (zuvi)
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Das mit der Verlustleistung hatte ich leider vergessen, bei 60W und 
dieser Spannung sind es Monster Widerstände.
Jetzt wird es doch eine getaktete Schaltung.

Kann mir jemand ne Anleitung empfehlen, bräuchte einen IC der ne feste 
Frequenz liefert 50% dutyCycle, möglichst einfach natürlich umso weniger 
bauteile umso besser.

Gruss

Autor: MaWin (Gast)
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> 50%

Das heisst, du willst kleine Trafos bauen, nicht etwa einen Step Down 
von 1-8kV auf 15V.

Man kann eine Trafowicklung gleichspannungsfrei bekommen, in dem man sie 
mit einem Kondensator (Elko) ankoppelt, dann muss die Ansteuerung nicht 
100%ig 500% sein, äh. Also tut's ein NE555, der hat auch etwas 
Treiberleistung. Mehr Leistung bringt ein IR2151. Richtig regeln kann 
ein SG3525, der ist für gesplittete Windung geeignet und hat ein 
FlipFlop um genau 50% zu erreichen.

Autor: oszi40 (Gast)
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Grundsätzlich wäre die Frage was für eine Hochspannungsquelle es ist, 
Gleichstrom, 50Hz, 16kHz,  od. HF ?

Weiter wäre die Frage zu klären, ob dabei noch böse Spannungsspitzen 
auftreten, die dann ganze Leiterzüge wegbrennen...

Evtl ist ein TV-Zeilentrafo eine Idee?
Jedenfalls ein Spannungsteiler aus EINEM Widerstand wir bei der 
Spannnung nicht reichen!!

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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oszi40 schrieb:
> Jedenfalls ein Spannungsteiler aus EINEM Widerstand wir bei der
>
> Spannnung nicht reichen!!


Sprich mir nach

[ ] Ich weiß das es Einzelwiderstände gibt die 20KV spezifiert sind und 
diese als EIN Widerstand aushalten.

Autor: Al Mir (Firma: ABB) (zuvi)
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Ja genau, ich würde eine externe Spannungsversorgung machen die 
Galvanisch getrennt wäre.
Die Idee ist für jeden Kanal ein Ringkern, mit Hochspannungskabeln paar 
Windungen durch alle Ringkerne (in Serie).
Der IR2151 gefällt mir ganz gut, leider sind bei der Beispiel Schaltung 
nicht die werte angegeben, für die zusätzlichen Bauteile.

@MaWin (Gast)
Hast du vielleicht mal ne Schaltung mit dem IC realisiert?
über das Schema würde ich mich sehr freuen.

@oszi40 (Gast)
Die idee hab ich aufgegeben, 60W sind zuviel Verlustleistung.

Gruss

Autor: MaWin (Gast)
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Siehe Typical Application
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irs2153d.pdf
wobei der Widerstand durch einen Elko zu ersetzen ist, entweder mit 
externen MOSFETs oder wenn 200mA reichen direkt vom Ausgang LO.

Aber ich seh gerade, der Chip spielt erst ab 10V, wirst also doch einen 
NE555 nehmen müssen, oder TS555.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Al Mir (Firma: ABB) (zuvi)

>Die Idee ist für jeden Kanal ein Ringkern, mit Hochspannungskabeln paar
>Windungen durch alle Ringkerne (in Serie).

Ein SOLIDEN Trenntrafo für 8kV baut man nicht einfach mal so. Kauf was 
fertiges im Laden.

MFg
Falk

Autor: oszi40 (Gast)
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Andrew Taylor schrieb:
> das es Einzelwiderstände gibt die 20KV spezifiert sind

[x] Ist nicht ganz neu, wäre aber sicher keine Ideallösung weil Abwärme 
und Spannung auf kleinen Punkt konzentriert werden.

Die Funkenstecke würde ich lieber etwas großzügiger wählen, da 
Luft-Zirkulation jede Menge Schmutz auf Dauer an diese Stellen bringen 
wird.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Falk Brunner schrieb:
> Ein SOLIDEN Trenntrafo für 8kV baut man nicht einfach mal so. Kauf was
>
> fertiges im Laden.


Für 25 mW Leistung?
Da wird er wohl schwerlich was Fertiges im Laden bekommen.


Selbstbau ist aber kein Hexenwerk bei nur 8kV. 10 Lagen Hostaphan sind 
aber sicher eine gute Idee zur Isolation zwischen den Wicklungen.
Das kann man leicht selbst hinkriegen bei der gewünschten Leistung.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Andrew Taylor (marsufant)

>Für 25 mW Leistung?
>Da wird er wohl schwerlich was Fertiges im Laden bekommen.

Was hindert den OP daran, ggf. einen überdimensionierten Trafo zu 
nehmen?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Falk Brunner schrieb:
> @  Andrew Taylor (marsufant)
>
>>Für 25 mW Leistung?
>>Da wird er wohl schwerlich was Fertiges im Laden bekommen.
>
> Was hindert den OP daran, ggf. einen überdimensionierten Trafo zu
> nehmen?

Füße still halten und genau lesen was der TO schreibt.


> Die Spannung sollte möglichst klein und einfach sein da ich bis zu 40
> Kanäle brauche.


Ein überdimensionierter Trafo ist weder möglichst klein noch...

Autor: Al Mir (Firma: ABB) (zuvi)
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@MaWin (Gast)

Ne is ok, die Spannung darf auch höher sein, bis zu 25V sonst noch ein 
Spannungsregler dazwischen.

@Falk Brunner (falk)

Ich brauch da nix Solides, ein Hochspannungskabel bis 20kV und das ganze 
ist gut getrennt, gefährlich kanns nicht werden geht höchstens die 
Schaltung kaputt. Bei 40 Kanälen oder mehr, spielt der Preis ne grosse 
Rolle.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Sagte ich doch.

Autor: oszi40 (Gast)
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Billig wäre Ringkern und Hochspannungskabel durch versuchen,
interessant wäre Auge zu LEM
http://www.lem.com/index.php?option=com_search&sit...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Al Mir (Firma: ABB) (zuvi)

>Ich brauch da nix Solides,

Na, ich hoffe du wirst diesen Satz nie bereuen . . .

>ein Hochspannungskabel bis 20kV und das ganze
>ist gut getrennt, gefährlich kanns nicht werden geht höchstens die
>Schaltung kaputt. Bei 40 Kanälen oder mehr, spielt der Preis ne grosse
>Rolle.

Dann könnte man es mit einem Royer Converter versuchen. Der macht 
100kHz Sinus, speist damit die Ringkerne mit nur einer Primärwindung, 
ein paar Sekundärwindungen, fertig.

MfG
Falk

Autor: MaWin (Gast)
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Egal ob Royer oder nicht, man braucht schon so viele Windungen auf dem 
Ringkern, daß V/Wdg nicht überschritten werden.

Mit 8mm Isolationsabstand kann man sich die 8kV vom Hals halten, also 
ein Ringkern der auf einer Himmelsrichtung primär und auf der anderen 
Sekundär bewickelt wird und mindestens 10mm Innendurchmesser hat, sollte 
reichen. Noch in Lack eintauchen damit die Windungen nicht verrutschen 
und fertig. Auch die kapazitive Kopplung ist dfa gering.

Als ganz ander Lösung geht noch ein Piezotrafnsformator.

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