klassischer Step Up in Verbindung mit Spannungsvervielfacher dahinter - Erfahrungswerte?

OP #8082619
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Hallo,

nachdem ich mir die Frage gestellt habe. ob sowas theoretisch machbar ist, habe ich mal danach gegoogelt. "boost converter voltage multiplier" Es gab einige treffer dazu, wie:

https://www.eetimes.com/increase-output-voltage-with-a-voltage-multiplier/ https://www.analog.com/en/resources/app-notes/an-1126.html

Frage, hat jemand von euch sowas schon mal konkret aufgebaut, gibt es diesbezüglich Erfahrungswerte? Bei Schaltfrequenzen in 2-3 stelligen kHz Bereich, bleiben die Kondensatoren angenehm klein (im Gegensatz zu 50 Hz) Was ich so gefunden habe, war überschaubar und mehr theoretischer, als praktischer Natur. Aber wenn man mit KerKos 1µF in 1206 und Schottkydioden vergleichbarer Baugröße arbeitet, sollten selbst 1 - 1,5 kV für eine Insektenlampe nicht unrealistisch sein. Oder die Versorgung von Glimmzifferröhren, oder Geigerzählröhren... Ich habe noch Boards von meinen SEPIC Wandlern, basierend auf dem XL6019. Der kann ausgangsseitig bis zu 60V liefern. Irgendwie juckt es mich in den Fingern, mal auszuloten, was da geht :D

OP #8082662
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Der Trick ist ja gerade, das an jeder Kaskadenstufe nur die ursprüngliche Ausgangsspannung des StepUp anliegt. Man kann also 100V Schottkys verwenden und Kondensatoren. Nur wenn man vom Ausgang gegen Masse noch ein Puffer-C schaltet, muß dieser und nur dieser, entsprechend spannungsfest sein.

#8082670
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Gerald B. schrieb:

Was ich so gefunden habe, war überschaubar und mehr theoretischer, als praktischer Natur.

Wenn man sowieso einen step up mit Spule bauen muss, kann man sich den Bauteilaufwand sparen und einen tapped inductor oder Trafo verwenden und bekommt mit besserer Effizienz die höhere Spannung ohne den Bauteilaufwand.

Das geht nach der Art einer Nixie-Versorgung sogar mit einem MC34063

http://www.intusoft.com/onsemipdfs/AN920-D.pdf Figure 27

Beitrag "100V und mehr mit MC34063"

Beitrag "Re: Nixie-Netzteil"

#8082683
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Bauteilaufwand sparen und einen tapped inductor oder Trafo verwenden und bekommt mit besserer Effizienz die höhere Spannung ohne den Bauteilaufwand.

Das ist im Profobereich auf jeden Fall so. Einfach weil ich mir da den Trafo nach Wunsch fertigen lasse. Bei privaten Bastelaktionen wuerde ich vermutlich auch dazu tendieren. Einfach weil ich mir selber einen Trafo wickeln kann. Interessant wird es natuerlich bei Stueckzahlen 10-100. Bei kleinen Leistungen/Stroemen koennte ich mir schon vorstellen es so zu machen wie in der Applikation von Analog, nachdem ich gesucht haette ob es irgendwo einen fertigen Trafo gibt an den ich mein Design anpassen kann und nichts gefunden habe.

Etwas Sorgen wuerde mir machen das man bei solchen Konzepten ziemlich viel Flaeche auf der Platine hat die rumschalten. Da sieht man seinen EMV Termin gleich mit viel mehr Spannung entgegen. :)

Vanye

OP #8082700
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Eine normale Induktivität bekommt man inzwischen auch als Bastler, von der Stange. Den Übertrager nicht. Ich wüßte jetzt auch nicht, wo ich den Kern als Bausatz und Spulenkörper bekomme. Das letzte Mal, das ich einen Trafo berechnet habe, war 89, als ich mir in einer Wickelei für eine Nixi-Uhr den Netztrafo habe wickeln lassen. Aufgeblecht hatte ich ihn dann selber. Das waren aber Tabellen, mit denen ich gearbeitet habe. Ich würde, da Bauelemente inzwischen "Schüttgut" sind, eher dazu tendieren, den Spannungsverfielfacher zu bauen. Das das im professionellen Umfeld genau andersrum aussieht, ist mir schon klar.

OP #8082755
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H. H. schrieb:

https://www.tme.eu/de/katalog/pcb-transformatoren_112514/params/b444_transformator-typ/p1495742_impuls/?onlyInStock=1

Oh, da gibts ja inzwischen Einiges. Aber sich da durchfitzen, welcher fertig gewickelte Übertrager zu welcher Topologie passt - oh hauehaueha! Kerne, Spulenkörper und CuL Draht ist TME ebenfalls gut aufgestellt. Die Chance, dabei auf die Nase zu fliegen, weil der Kern ein eckiges Loch hat und der Spulenkörper ein rundes... sich da einzuarbeiten dauert... mit etlichem Lehrgeld, vermutlich. Ich bleibe dabei, auch wenn es ineffektiv ist, aber mit meinem vorhandenen Lagerbestand sind vermutlich schnellere Ergebnisse auf dem "Umweg" zu erzielen :-)

#8082758
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Auch Wuerth hat diverse fertige Trafos. Allerdings weiss ich jetzt nicht ob und wie man die privat beziehen kann. In der Firma reicht da ja einfach ein Anruf.

Ansonsten hat Pollin da vor 10 (oder 20? :-) Jahren mal ein billige Sortiment gehabt. Haettest dich halt rechtzeitig bevorraten sollen. :-D

Vanye

#8082762
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Gerald B. schrieb:

Oh, da gibts ja inzwischen Einiges. Aber sich da durchfitzen, welcher fertig gewickelte Übertrager zu welcher Topologie passt - oh hauehaueha!

ach so wild ist das nicht. Du kannst jeden x-beliebigen Übertrager aus einem artverwandten SNT ausbauen. Am Gewicht kannst du schon grob die Leistung abschätzen. Für Sperrwandler besser unter 60W. Wenn der mehrere (Teil-) Wicklungen hat, kannst du nur Teile davon nutzen oder sie zusammen, in Serie schalten. Einfach an irgendwelche Pins einen Schalttransistor anlegen, an anderen einen Lastwiderstand, dann kannst du am Oszi die Wicklungsverhältnisse abschätzen. BTDT Wenn ich früher viele gleicher Art in die Finger bekam, habe ich einen abgewickelt und dokumentiert. Das Spiel habe ich auch schon mit Gegentakt-Flußwandlern gemacht, so im Bereich 300W. Die waren mal in Netzteilen, ich wollte den als "stepup" 24V->350V verwenden. Dafür bot sich dann das Konzept deiner Frage an: Hinter der jetzt Sekundärwicklung (ehemals primär) eine Verdopplerschaltung zu verwenden. Ich habe das hier auch schonmal als Bild mit ASC-Datei gepostet. Nur bevor ich hier auseinander genommen werde: Das geht nicht um hochoptimierte Wandler, sondern um "quick and dirty"-Bastellösungen!

#8082769
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Gerald B. schrieb:

die Versorgung von Glimmzifferröhren, oder Geigerzählröhren

Mit einem einfachen StepUp kann man schon mehr als Verhundertfachen, wenn der Strom nicht zu groß ist. Hier mal ein praktisch erprobtes Beispiel von 3V auf 400V:

Beitrag "Re: Hochspannungserzeugung Geigerzähler aus 3V"

Die 3V Versorgung sind jetzt auch sehr niedrig, mit 12V geht da viel mehr, Spannung und/oder Leistung.

Den verlinkten Thread bis zu Ende lesen, der Dirk hat da zunächst falsches Zeug geschrieben.

: Bearbeitet durch User
#8082868
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Arno R. schrieb:

Mit einem einfachen StepUp kann man schon mehr als Verhundertfachen, wenn der Strom nicht zu groß ist. Hier mal ein praktisch erprobtes Beispiel von 3V auf 400V: Beitrag "Re: Hochspannungserzeugung Geigerzähler aus 3V"

Quatsch.

Das Beispiel funktioniert nur in der primitiven Simulation in der die Verluste der Spule nicht mitsimuliert werden.

Real ist bei der Güte der Spule eher 10 als 100, Schluss.

Zudem wird das Tastverhältnis bei 1:100 auch 1:100, also ungünstig weil ja schon die Flanke 2x1/1000 ausmacht.

#8082872
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Gerald B. schrieb:

Frage, hat jemand von euch sowas schon mal konkret aufgebaut, gibt es diesbezüglich Erfahrungswerte?

Ja, habe ich schon 1979 realisiert. Es sollten aus 12 V 300 V zur Vergügung gestellt werden. Und weiter sollten bis zu 2000 V erzeugt werden. Die 300 V ließen sich mit gutem Wirkungsgrad erzeugen. Mit einer zusätzlichen Wicklung kam ich allerdings nur bis 600 V. Darüber verschlechtete sich der Wirkungsgrad. Den Rest habe ich mit einem 3 fachen Vervielfältiger gemacht. Damals mußte ich einen RCA Transistor über einen Distributor bestellen. Die deutschen Hersteller waren noch nicht so weit. mfg Klaus

#8082923
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Gerald B. schrieb:

Frage, hat jemand von euch sowas schon mal konkret aufgebaut, gibt es diesbezüglich Erfahrungswerte?

Ich habe so was ähnliches mal mit einem gammeligen MC34063 gebastelt um auf 120V bei sehr kleinen Strömen zu kommen. Frag mich aber nicht welche Spannungsvervielfacher-Schaltung ich genommen haben. So lange der Ausgang des Step-Ups anständig "wackelt" müssten alle typischen Dioden-Kondensator-Schaltungen gehen.

Ein anderes Beispiel wäre https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an47fa.pdf Seite 93, Bild D1.

#8082927
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Michael B. schrieb:

Quatsch.

Quatsch redest du mal wieder.

Michael B. schrieb:

Das Beispiel funktioniert nur in der primitiven Simulation in der die Verluste der Spule nicht mitsimuliert werden.

Das "Beispiel" wurde von Dirk und anderen Usern real aufgebaut und mit der bekannten Schaltung von mightyohm verglichen. Die Schaltung funktionierte genau wie in der Simulation gezeigt. Und die Drosselverluste wurden in der Simulation berücksichtigt (steht in diesem Text):

Beitrag "Re: Hochspannungserzeugung Geigerzähler aus 3V"

Michael B. schrieb:

Real ist bei der Güte der Spule eher 10 als 100, Schluss.

Quatsch, die Realität zeigt daß es geht. Lies einfach mal den verlinkten Thread bevor du dich so aufplusterst.

#8082941
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Klar geht das mit einem Spannungsvervielfacher. Die Schaltung hier reicht für 6 IN-18 Röhren plus 4 Glimmlampen zwischen den Pärchen.

Mein Problem bei den üblichen Schaltungen im Netz war der abgestrahlte Dreck, der einen DCF-Empfang parallel zum laufenden Wandler unmöglich machte. Mit der Schaltung hier ist die Schaltfrequenz weit genug weg von 77.5 kHz und der nötige Tastgrad erzeugt keine Rundfunksendung.

Angehängte Dateien:
#8082964
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H. H. schrieb:

Ganz ohne SRF...

Ja, das stimmt, die Kapazität der Drossel wurde nicht berücksichtigt. Aber die Simulationsmodelle sind eh meist nicht gut. Die Spannungsabhängikeiten der Kapazitäten von Transistoren, Dioden, usw. z.B. sind oft nicht sauber modelliert. Wobei das beim Schalten aber wichtig ist. Man muss immer die Simu mit der Realität abgleichen. Daher bin ich den Nachbauern sehr dankbar.

Ich habe auch schon ewig Probleme mit den furchtbaren Marcomodellen der OPVs. Dabei ist die Rechenleistung halbwegs moderner Computer längst in der Lage Transistor-Level-Modelle in vernünftiger Zeit zu simulieren, diese gibt es bloß praktisch nicht.

OP #8082997
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Wenn

Carsten W. schrieb:

Klar geht das mit einem Spannungsvervielfacher. Die Schaltung hier reicht für 6 IN-18 Röhren plus 4 Glimmlampen zwischen den Pärchen.

Hm, wie ich das so sehe, ist man bei den Typen mit internem Schalter immer auf dessen V max begrenzt. Da bietet sich das alte Arbeitspferd MC34063 mit externem Transistor an. Dann kann man auch Spannungen über 100V generieren und braucht nicht so viele Stages, wie bei 60V. Ich wollte nach dem Urlaub, im September, sowieso bei TME bestellen. Da kann ich mir ein bisschen Zeug zusammensuchen.

#8083023
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Ja, der FET im LT8365 kann nur max. 150V. Und ein Body-Pad unter dem Gehäuse ist auch nicht jedermans Sache beim Löten. Ich wollte halt ein kompaktes SMD-only Design, das mir nicht den DCF-Empfänger mit Störungen zumüllt. Und alles nur mit Standard-Bauteilen von der Stange. Also keine Übertrager und keine exotischen Induktivitäten mit Anzapfung. Und da Analog schon lange "leise" Wandler im Programm hat, fiel die Wahl auf diesen Chip. Weiterer Pluspunkt: Es gibt den Chip als Modell in LT-Spice. Damit liess sich die Schaltung ohne Löten testen und optimieren.

Laut Simulation sollte die Schaltung 40mA bei 180V liefern.

: Bearbeitet durch User
OP #8083673
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H. H. schrieb:

Gerald B. schrieb:

Eine normale Induktivität bekommt man inzwischen auch als Bastler, von der Stange. Den Übertrager nicht.

https://www.tme.eu/de/katalog/pcb-transformatoren_112514/params/b444_transformator-typ/p1495742_impuls/?onlyInStock=1

Ich wüßte jetzt auch nicht, wo ich den Kern als Bausatz und Spulenkörper bekomme.

Gibts auch bei TME.

Hab mir den mal in meine Favoriten gelegt, für meine nächste Bestellung: https://www.tme.eu/de/details/74089/pcb-transformatoren/myrra/ Hier ist dessen Datenblatt mit Wickelschema: https://www.tme.eu/Document/3c9a981005973346bf6deccb406dce97/74087-Datasheet.pdf 5; 5; 12; 86 Wdg ist dessen Wickelschema. Die beiden 5er parallel und die 86 als Ausgang. Von 3,6V rauf auf ca. 200V oder mehr. ich habe zum einen 200V Schottkys und zum anderen schnelle 400V Dioden. So kann ich testen, ob das von den Verlusten her einen relevanten Unterschied macht. Wenn nicht, kann ich auch die Ausgansspannung höher drehen. Ich werde somit 2 gleisig experimentieren, wie ich besser weg komme.

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