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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung um vom Netz eine zwischen Gleichspannung von 1000 bis 1500V zu erzeugen


Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

Ich möchte gerne eine Niederspannungsversorgung aufbauen.
Die Eckdaten sind bis zu 50mA Ausgangsstrom bei 1000V bis 1500V 
Gleichspannung (konstante Spannung also irgendeinen Wert zwischen 1000 
und 1500, wobei 1500 optimal wären). Ziel ist es damit die 
Spannungsversorgung für einen Piezoaktuator zu übernehmen. (Wobei die 
Leistung von 50W bis 75W mir recht viel erscheint)
Die Ausgangspannung sollte einmal positiv und einmal negativ erzeugt 
werden.

Mein erster Gedanke, rechnerisch und simulativ (Simplorer), ging an eine 
Hochspannungskaskade. Dabei habe ich mit einem Trenntrafo 
sekundärseitige 230V bei 50Hz. Die gehen an den Eingang einer 2 stufigen 
Kaskade -> 230*sqrt2*4=1301V
Um die Welligkeit gering zu halten und den Ausgangsstrom bewerkstelligen 
zu können, habe ich die Kondensatoren zu 20uF dimensioniert.

Dabei müsste doch nach:

Ic=C*dUc/dt der Spannungsabfall deltaUc = 50mA/(20uF/4)*1/(50*2)=100V 
betragen.

Oder ist diese Berechnung falsch?

Probleme bereitet mir der große Ladestrom am Anfang, durch die sehr 
große Kapazität von 20uF.
Er ergibt sich nach Ableitung der Sinusspanung zu 
230V*sqrt2*50Hz*2pi*20uF= 2,044A
Da ich die negative Seite gleich mit angeschlossen habe erhöht sich der 
Strom auf 4,08A. Dieser Strom fließt zwar nur in dem ersten Ladezyklus 
und wird danach kleiner, aber trotzdem weiß ich nicht wie ich dann 
meinen Trafo auslegen soll.
bei 230V und 4A wären das ja dann schon mal 920VA und wiegt stolze 13kg.
Ich denke, dadurch, dass der Trafo nur kurze Zeit in Überlast läuft 
könnte ich auch einen kleineren Trafo wählen, aber dennoch scheint mir 
die Lösung nicht optimal zu sein.

Meine 2. Idee war die Netzspannung gleichzurichten, ein 
Zwischenkreiskondensator einzusetzen -> nahezu 325V, und dann mittels 
eines Hochsetzsteller bei einem Tastverhältnis von 0,75 -> 
Verstärkungsfaktor von 4 auf 1300V zu kommen. Die Dimensionierung der 
Teile habe ich fix über die bekannte Seite gemacht 
(http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html). Simulationsmäßig 
funktioniert das ganze auch. Aber ich kenne mich absolut nicht mit der 
Schalterbesteuerung aus. Gibt es Bauelemente die mir ein konstantes 
Tastverhältnis liefern?
Und wie müsste ich dann den Schalter beschalten?

Naja meine 3. Idee war die Netzspannung via fertig 100W Netzteil in eine 
Gleichspannung umzuwandeln und dann mit einem Sperrwandler (kann man die 
eig. auch als fertige Bauteile kaufen?) und ggf. Kaskaden auf die 
geforderte Gleichspannung zu bringen.

Welche dieser Varianten wäre wohl für meine Zwecke geeignet? Oder gibt 
es noch andere Möglichkeiten die vielleicht deutlich einfacher und 
besser wären? Ich trete momentan auf der Stelle und komm nicht so 
richtig weiter.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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4. ) ebay Nr. 270467291988

Autor: Andreas K. (derandi)
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Einschaltstrombegrenzer?
Das Netzteile beim Einschalten einen saftigen Spitzenstrom weit über 
ihrem Nennstrom haben ist eigentlich nicht ungewöhnlich, zumindest bei 
simpler aufgebauten Exemplaren. Der Trafos sollte das schon aushalten.

Autor: Peter (Gast)
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erstmal Danke für die Antworten,

Ebay wird schonmal beobachtet ;)


hmm, was würde denn passieren, wenn die Kondensatoren im Ladestrom 
begrenzt werden? Würde einfach nur die Zyklenzeit steigen, die benötigt 
wird um die volle Ausgangsspannung zu erreichen? oder bricht ggf. die 
Schaltung zusammen. Bei späterer Belastung werden ja lediglich etwa 70W 
benötigt.
Also sollte ich einen Strombegrenzer für ca 300mA - 1 A besorgen und 
dann den Trafo dementsprechend auslegen?

Ich kenn mich leider mit Trafos etwas weniger aus.

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