Guten Tag, ich habe vor den Polaroid Ultraschall-Transducer zu betreiben. http://www.mercateo.com/p/115-241026/Ultraschall_Transduktor_600.html Der soll lut Datenblatt mit 150Vdc und 150Vpp also von 0V bis 300V betrieben werden. Ansteuern will ich ihn mit einem einfachen Rechtecksignal. Hatte mir das so überlegt, dass ich die 300V mit einer Villiard-Schaltung erzeuge. Schalten will ich dann mit Transistor oder FET. Ist das egal was ich nehme? Ich hate mir das so vorgestellt, dass ich einen "Schalter" in reihe zum US-Transducer und einen parallel dazu schalte. Heißt der "Schalter" in reihe müsste vorgespannt werden, dass die 150V am Transducer liegen. Mit dem zweiten paralleleln könnte ich dann kurzschließen. Müsste das dann aber über einen Widerstand schalten um die 150V nicht kurtz zu schließen. So wie ich mir das vorstelle hört sich das schon für mich umständlich an. Würdet ihr das anders machen? Was für einen Transistor sollte ich nehmen? Hab mal gesucht und die riesige Auswahl verunsichert mich. Wenn ich diesen hier nehmen würde: http://www.digikey.de/product-detail/de/ZXTN08400BFFTA/ZXTN08400BFFCT-ND/1557772 Der hat ne maximale BE-Spannung von 7V bekomm ich den mit 3V geschaltet? Der Transducer ist ja auch rel. hochohmig oder? Danke für eure Hilfe. Meine Frage klingt vlt. als hätt ich noch nicht so viel mit E-Tech zu tun gehabt, dem ist aber nicht so. Bin bis jetzt nur immer mit OP's ausgekommen und wie man Transistoren auswählt hab ich anhand von Kennlinien gelernt, welche ja nie im Datenblatt drin sind. Warum? Nach welchen Werten wählt man aus? Liebe Grüße.
Bonner schrieb: > Der soll lut Datenblatt mit 150Vdc und 150Vpp also von 0V bis 300V > betrieben werden. Rechenfehler! 150V-Spitze-Spitze sind 75V Spitzenspannung. Du brauchst also nur 75V und eine H-Brücke... > Schalten will ich dann mit Transistor oder FET. Ist das egal was ich > nehme? Du solltest dir entsprechende Grundlagen anlesen. Mit einem einzigen Transistor ist es nicht getan. > Wenn ich diesen hier nehmen würde: Bei diesem kleinen Ding solltest du zügig schalten, dass du schnell wieder in der SOA bist. Sonst kommt der magische Rauch... > Der hat ne maximale BE-Spannung von 7V bekomm ich den mit 3V geschaltet? Diese Rückwärtsspannung interessiert dich nicht. Du kannst mit Ube=0,7V rechnen... Ich würde vorschlagen, du zeichnest einen Schaltplan, dann kann man drüber diskutieren.
Bonner schrieb: > Der soll lut Datenblatt mit 150Vdc und 150Vpp Nee. 150Vdc, 300Vacpp > also von 0V bis 300V betrieben werden. Ja, richtig. > Ansteuern will ich ihn mit einem einfachen Rechtecksignal. Würde ich nicht machen. Die steilen Flanken sind sinnlose Schinderei für die Halbleiter. Ich würde genäherten Sinus oder Trapez wählen. Kommt nicht so genau drauf an, Hauptsache nicht so ewig viele Oberwellen. > Hatte mir das so überlegt, dass ich die 300V mit einer > Villiard-Schaltung erzeuge. Ich würde AC und DC getrennt erzeugen: AC über Ferrittrafo einspeisen, DC (150V) vielleicht über Vervielfacher. Hat den Vorteil, dass Du die Endstufe mit z.B. 24V speisen und normale NF-Leistungstransistoren nehmen kannst. > Schalten will ich dann mit Transistor oder FET. Ein FET ist auch ein Transistor. "field effect transistor" > Ist das egal was ich nehme? Naja. Gehen wird beides; Schaltung muss halt passend ausgelegt werden. Von der Allereinfachst-Lösung "einfach zwei Schalter im Gegentakt an 300V", die Du vorgeschlagen hast, halte ich nichts. Das klingt nach Ärger.
Lothar Miller schrieb: >> Wenn ich diesen hier nehmen würde: > Bei diesem kleinen Ding solltest du zügig schalten, dass > du schnell wieder in der SOA bist. Ahh... habe ich ganz übersehen: SOT23. Naja. Miniaturisierungswahn. Bei 100Vac(eff), 500pF und 100kHz fließen 30mA, wenn ich mich nicht verrechnet habe. Wenn man schneller schaltet, werden die Ströme deutlich höher. Man müsste mal nachrechnen, ob man die SOA überhaupt einhalten kann.
Danke soweit. Wiso zügig schalten um in der SOA zu sein. Da wird doch kaum Strom fließen. Und der kann 500mA kontinuirlich. Das mit der Gegentaktschaltung klingt gut. So besteht nicht die Gefahr das ausversehen beide Transistoren geschaltet werden aber ich hab auch nur noch zwei Zustände? Weiß jemand warum das überhaupt so angegebn wird (150Vdc, 300Vpp). Ist der Schaltzustand 150V für mich wichtig, dann wär das mit dem Gegentakt ja kein problem. Sinus wäre mir auch lieber, allerdings würd ich ungern einen Sinusgenerator einsetzen wollen. Würd dann den Schaltimpuls kommend vom µC über nen C langsam auf die Basis geben. Müsste doch ausreichen. Über nen Ferittrafo hab ich mir auch schon gedanken gemacht, allerdings kein Grung gesehen ihn einzusetzen. Hierfür ist doch allein das Windungsverhältnis ausschlaggebend und halt das er die Frequenz mit macht oder?
Ok, das mit dem SOA hab ich jetzt verstanden. Da hätt ich nie dran gedacht.
hätte jemand denn ein Bestimmtes bauteil das für mich geeignet wäre. Das wäre für mich ja direkt mal was womit ich mich allein beschäftigen könnte. Und bei Ferit-Trafos find ich auch nur so große Teile. Will ja nur die Spannung hochtransformieren und keine große Leistung treiben. Nochmal zum SOF. Berechnen lässt sich das doch nur schwer. Wenn der Transistor eine Leistung von P=1,5W hat ergibt sich bei z.B. 150V ein maximaler strom von 10mA. Wollte ich 100mA schalten (z.B. zwei US-Transducer) bräucht ich ja schon 15W. Das kann soch nich so richtig sein. Das machen doch bestimmt andere auch so. Also am besten wäre vlt doch der Trafo. Kennt jemand einen Distributor wo man die gut auswählen kann. Auf was für Kenndaten müsste ich achten?
Bonner schrieb: > Wiso zügig schalten um in der SOA zu sein. Da wird doch > kaum Strom fließen. ??? Habe ich doch schon gesagt: Bei 100kHz Sinus , 100V(eff) und und 500pF (Datenblatt) fließen 30mA(eff). Bei 100kHz Sinus dauert jede "Flanke" ungefähr 3µs. Wenn Du deutlich schneller schaltest, wird der Strom wegen der kapazitiven Last deutlich höher. Wenn Du z.B. in 0.3µs umschalten willst, fließen etwa 0.4A Pulsstrom. (Das ist eine Abschätzung; Rechenfehler vorbehalten.) > Und der kann 500mA kontinuirlich. Sicher, und 1A Pulsstrom. Es gibt aber noch mehr Grenzwerte, die einzuhalten sind. 1.5W im SOT23 klingt auch eher nach Wunschdenken. Auf den zweiten Blick sieht dieser Transistor gar nicht so übel aus, wie ich zuerst dachte; man muss es halt genau nachrechnen, ob es klappt. > Das mit der Gegentaktschaltung klingt gut. So besteht nicht > die Gefahr das ausversehen beide Transistoren geschaltet > werden Doch, die besteht trotzdem. > aber ich hab auch nur noch zwei Zustände? Du brauchst doch auch nur zwei Zustände?! > Weiß jemand warum das überhaupt so angegebn wird (150Vdc, > 300Vpp). Nun, vermutlich wird kein gepoltes Dielektrikum verwendet, sondern es ist halt eine Vorspannung (Bias) notwendig. Gibts bei Mikrofonen ja auch: Kondensatormikro / Elektretmikro. > Ist der Schaltzustand 150V für mich wichtig, Wenn meine Annahme oben stimmt: Nein. > Sinus wäre mir auch lieber, allerdings würd ich ungern > einen Sinusgenerator einsetzen wollen. Würd dann den > Schaltimpuls kommend vom µC über nen C langsam auf die > Basis geben. Müsste doch ausreichen. Naja. Man könnte vielleicht auch die unglaubliche Investition in einen OPV samt Hühnerfutter tätigen und einen aktiven RC-Tiefpass aufbauen. :) > Über nen Ferittrafo hab ich mir auch schon gedanken gemacht, > allerdings kein Grung gesehen ihn einzusetzen. Der Hauptgrund ist, dass Du so die 150V Bias vom Rest Deiner Schaltung fernhalten kannst. Die Steuerschaltung kann mit 12V, 24V... oder was immer Du nehmen willst, arbeiten; das Signal wird hochtransformiert, und auf der Sekundärseite der Bias zugesetzt. > Hierfür ist doch allein das Windungsverhältnis ausschlaggebend > und halt das er die Frequenz mit macht oder? Ja. - In die Sättigung sollte er auch nicht gehen, aber das wird bei Deinen Strömen hoffentlich nicht passieren.
Bonner schrieb: > hätte jemand denn ein Bestimmtes bauteil das für mich geeignet wäre. Mit irgendeinem Bauteil ist es längst nicht getan. Du brauchst erst mal ein Konzept, was die benötigten Baugruppen enthält, und die musst du dann aufbauen und zusammenschalten. Eine Möglichkeit hatte Possetitjel genannt. Man könnte auch einen einfachen 300V-Gegentakt-Verstärker nehmen. Der kann dann, direkt mit deinen 3V gesteuert, den Gleichspannungsoffset und die Modulation in einem Abwasch machen. Offen wäre dann nur noch die Stromversorgung, zu der du noch gar nichts gesagt hast.
also zur strom versorgung kann ich folgendes sagen. Betrieben wird die gasamte schaltung mit 24V. Bis jetz habe ich 2 DC/DC-Konverter verbaut. +-15V für OP's und halt 3V oder 5V für Digitalelektronik. Mein konzept sieht so aus das ich die 300Vpp und 150Vdc noch brauche. Sowas habe ich allerdings noch nie gebrauch daher meine fehlende Ahnung. Ein echtes Konzept habe ich noch nicht aufstellen können da ich eben nicht weiß wie es am besten geht. Soweit die beiden Ideen (Transistor und Übertrager) hatte ich auch schon. Habe mal nach Übertragern gesucht und aufgegeben, da ich keinen gefunden hab. Das windungsverhältnis ist bei vielen Distributoren irgendwie nicht in der Auswähl drin. Darum bitte ich euch um Starthilfe mit Konzepten, die ihr mir ja schon geliefert habt, und Bauteilen (die zu finden ist mein größtes Problem).
Angehängte Dateien:
Im Anhang mal ein Vorschlag. Die Schaltung ist ein Gegentakttreiber, ein echter Verstärker mit AP-Regelung auf 150V braucht zwar nur 3 Bauelemente mehr, ist hier aber nicht nötig, weil das Tastverhältnis von 50% automatisch zu einem Offset von 150V führt. Der Schaltungseingang ist hochohmig (~100k) und kann direkt die 3V-Rechteck verarbeiten. Die 15pF begrenzen beispielhaft die Anstiegsgeschwindigkeit und damit den Oberwellengehalt. Allerdings steigt damit auch die Verlustleistung in den Transistoren. Bis etwa 5pF geht es mit den eingetragenen Transistoren. Man kann auch mehrere Ausgangstransistoren mit Stromverteilungswiderständen parallel schalten oder Typen mit höherer zulässiger Verlustleistung einsetzen und dann entsprechend langsame Flanken machen. Es besteht hier keine Gefahr, dass beide Ausgangstransistoren leiten. Die Ruhestromaufnahme ist etwa 2mA, weniger ist auch möglich. Zur Stromversorgung schau mal unter Geiger-Zähler-Müllrohr-Threads nach, da sind regelmäßig einfache Step-Up-Wandler für 300V...400V diskutiert worden. Alles zusammen sollte das mit weniger als 20 billigen Teilen machbar sein.
Supi. Danke Arno. Das ist mal ein Ansatz mit dem ich erst mal alleine weiter machen kann. Simmulier jetzt mal ein bisschen rum und dann fang ich an zu basteln. LG
@All: Warum wollt ihr eigentlich alle 300Vpp erzeugen? In dem Datenblatt steht: "Betriebsspannung: 150 Vpp" Nur weil Bonner sich beim Umrechnen auf den Holzweg begeben hat? Bonner schrieb: > Der soll lut Datenblatt mit 150Vdc und 150Vpp also von 0V bis 300V > betrieben werden. 150Vpp kann man aus 150V DC erzeugen, oder wie Lothar oben gesagt hat mit einer Vollbrücke auch aus 75V DC.
Udo Schmitt schrieb: > In dem Datenblatt steht: > "Betriebsspannung: 150 Vpp" > > Nur weil Bonner sich beim Umrechnen auf den Holzweg begeben hat? Nein, da bist du auf dem Holzweg. Im DB steht unter Specifications, 5. Zeile links 300vac pk-pk. Und wozu sollte man den mit 150V vorspannen, wenn man nur mit +-75V (75...225V) moduliert?
ArnoR schrieb: > Nein, da bist du auf dem Holzweg. Im DB steht unter Specifications, 5. > Zeile links 300vac pk-pk. Ok, ich hatte nicht explizit das Datenblatt angeschaut, sondern auf die Beschreibung in dem Link. Dort steht: "Bezeichnung: Ultraschall-Transduktor, Betriebstemperatur: -20...+55 °C, Betriebsspannung: 150 Vpp, Kapazität: 400...500 pF @ 1 kHz, Masse: ø43 x 8.4 mm, Relative Betriebsfeuchte: 5...95%, Betriebsspannung: 150 Vpp"
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