Hallo mc.net Freunde,
ich bin nicht zu faul zum suchen, aber denke mir, die Frage ist so
simpel dass ich mich da trauen darf:
Habe zwar früher mit Röhren gebastelt, aber immer mit Hilfe einer
Netzspannung, die sogar noch mit Trafo auf 300V bis 500V gehievt wurde.
Ich benötige für ein (Hobby)-Projekt 1000V für eine kleine Oszi-Röhre.
12V DC sind vorhanden, Strom in ausreichender Stärke vorrausgesetzt.
Kann ich z.B. mit einem geeignetem AVR (evtl. Tiny?) zwei Halbleiter
ansteuern um zwei Wicklungen eines Trafos (2x3V AC primär, 240V AC
sekundär, also ein umgedrehter Print-Trafo) gegentaktig, gefolgt von
einer ein oder zweistufigen diskret aufgebauten Hochsannungskaskade zu
betreiben? Könnte dann einen Eingang des AVR sogar nutzen für HV
AUS/EIN.
Habe die nötige AVR Erfahrung und die nötigen Tools.
Hat jemand das schon so gemacht? Gibt es bessere Ideen (außer einem 240V
AC -> 1000V AC Trafo). Ich möchte aus der 12V DC raufkommen um
Batteriebetrieb nicht zu vereiteln.
Hat jemand bereits Erfahrungen, ob bei dem Print-Trafo eine andere
Frequenz als ca. 50Hz optimaler ist?
Weiß bereits jetzt schon jemand, wieviel Spannung aus dem 3V-240V
Verhältnis tatsächlich zu erwarten ist, und wieviel Stufen die Kaskade
für 1000V DC brauchen würde?
Hat schon jemand die geeignete Schaltung (MosFETs?, Ansteuerung durch
AVR etc.) oder Links?
Ich bin aber auch gerne bereit hierzu zu experimentieren und mich der
Sache iterativ zu nähern... aber nehme gerne auch Hinweise entgegen.
Das soll für eine kleine Oszi-Uhr gedacht sein, nix geheimes oder
projektiges. Kleines Spielzeug für mich...
Grüße,
Mike
Ich hab mal sowas gebaut mit einem Push-pull Schaltregler, den LT1683.
Ein Ferrittrafo und ein Satz schneller Dioden hintendran. Das Problem
sind die Kapazitaeten zwischen den Windungen. Da muss man sich etwas
Muehe geben.
Hallo Mike,
> Ich benötige für ein (Hobby)-Projekt 1000V für eine kleine Oszi-Röhre.> 12V DC sind vorhanden, Strom in ausreichender Stärke vorrausgesetzt.>> Kann ich z.B. mit einem geeignetem AVR (evtl. Tiny?) zwei Halbleiter> ansteuern um zwei Wicklungen eines Trafos (2x3V AC primär, 240V AC> sekundär, also ein umgedrehter Print-Trafo) gegentaktig, gefolgt von> einer ein oder zweistufigen diskret aufgebauten Hochsannungskaskade zu> betreiben? Könnte dann einen Eingang des AVR sogar nutzen für HV> AUS/EIN.>> Habe die nötige AVR Erfahrung und die nötigen Tools.
Du kannst das prinzipiell mit Schaltreglern machen, und Du kannst die
Funktionalität des Schaltreglers auch in den AVR reinstecken. Das
Problem besteht darin, daß Du einen gewissen (Bauteil-)Such- und
Entwicklungsaufwand reinstecken mußt.
Die üblichen Schaltregler von Maxim hören bei 400V auf:
http://para.maxim-ic.com/en/search.mvp?fam=stepup&tree=powersupplies
Du kannst Dir aus den Datenblättern aber hier sicher Design-Ideen für
den µC rausziehen.
Analog Devices dürfte in einer ähnlichen Kategorie liegen.
Beachte bei Deinem Aufbau, daß Du selbst bei den Widerständen auf den
zulässigen Spannungsbereich achten mußt und schau Dir die
Durchschlagfeldstärke in Luft an, sonst hast Du schnell mal Blitze auf
Deiner Platine.
Über Sicherheitssachen will ich nur kurze Anmerkungen machenh. Wer mit
1000V rumhantiert, sollte wissen, daß das nicht ungefährlich ist.
Insbesondere ist es gefährlich, große Kapazitäten mit 1000V aufzuladen.
Denn selbst wenn der Schaltregler im Dauerbetrieb nur wenige mA liefert,
können die Kapazitäten kurzfristig einen tödlichen Strom liefern.
> Hat jemand das schon so gemacht? Gibt es bessere Ideen (außer einem 240V> AC -> 1000V AC Trafo). Ich möchte aus der 12V DC raufkommen um> Batteriebetrieb nicht zu vereiteln.
Es gibt geeignete Hochspannungsmodule zu kaufen:
http://deutronic.com/hochspannungswandler/12v_pot_isol.htm
Farnell hat auch sowas, aber ich finde sie im Moment nicht.
Gruß,
Michael
Für große Spannungsübersetzungsverhältnisse wie 12 zu 1000 sind
Sperrwandler die beste Wahl.
Eine gute Quelle für Hochspannung 1...3 kV sind Laserdrucker. Die haben
alle Hochspannungswandler in diesem Spannungsbereich.
Für noch höhere Spannungen sind Zeilentrafos, am besten in
split-diode-Bauform ein guter Weg.
Zur Gefahr von HV-geladenen C's habe ich die Angabe von 1Ws als
Gefahrengrenze im Hinterkopf, nur stammt diese Angabe aus den 50-er
Jahren (Telefunken-Röhre). bei 1kV dürfte man also mit C nicht über 2 uF
gehen.
Nur ist dann ein Schlag schon sehr unangenehm.
Den Sperrwandler von einem Kontroller her anzusteuern ist kein Problem,
nur bilden spezialisierte Spannungswandler-IC's wie UC3843 und Konsorten
besser regelnde Schaltungen..
Der Hinweis mit fertigen Modulen ist sehr hilfreich. Ich werde mal die
Preise in Erfahrung bringen. Danke. Eine solche Lösung hätte schon
diverse Vorteile. Ich vermute, wenn das nicht total den Rahmen sprengt,
daß ich diesen Weg wählen werde.
Der Hinweis mit Laser-Druckern war auch super - ich habe sogar 2 (zwei!)
solche kleinen Platinen hier im Fundus und werde die mal untersuchen -
sie stammen aus 2 IBM 3130 Laserdruckern (ca. 300 Seiten / Minute). Ich
muss dann aber die Platine ein wenig "entziffern", da sie offensichtlich
diverse Modulations-Eingänge sowie Fehler-Ausgänge hat
(Flachband-Anschluss zusätzlich zum Vcc/GND).
Prinzipiell bleibt die Frage, ob ein umgekehrt betriebener Print-Trafo
200-500V produzieren kann - oder anders gesagt: Auf TV-Zeilentrafos,
Zündspulen oder selbstgewickeltes verzichten zu können.
Danke für die bisherigen Hinweise.
Ach so: Die 1000V und die Gesundheit - zur Kenntnis genommen. Wünscht
mir Glück!
Mike schrieb:
> Prinzipiell bleibt die Frage, ob ein umgekehrt betriebener Print-Trafo> 200-500V produzieren kann
Ja, das geht problemlos. Der Trafo ist dann aber größer und der
Wirkungsgrad geringer, da man mit einer niedrigeren Frequenz arbeiten
muss.
Peter R. schrieb:
> bei 1kV dürfte man also mit C nicht über 2 uF gehen.>> Nur ist dann ein Schlag schon sehr unangenehm.
Ja, das ist definitv äußerst unangenehm. Ich habe mal versehentlich
einen 1µF Kondensator aus einer Mikrowelle entladen (hatte rund 2kV und
die Kabelisolation war porös und hat nicht mehr ordentlich isoliert als
ich mich näherte...)
Zum Glück reichen bei den gesuchten Strömen ein paar nF um die Spannung
ausreichend zu glätten wenn man nicht gerade bei <100Hz arbeitet.
Hi,
12V gleich auf 1000V ist wohl ein bischen heftig. Weiter: ein
Normaltrafo (invers betrieben) ist nicht für die hohe Spannung isoliert!
Versuchs 2-stufig: 12V auf 300V und dann Diodenvervielfacher!
cu, Thomas
Also nach der VDE wirds ab 350 mJ gefährlich bei Kondensatoren, bei 1kV
sind hier also alle Kondensatoren mit einer Kapazität größer/gleich 0.7
µF. Aber ich denke mal, todesmutig wie ich bin, dass sich der TE darüber
im Klaren ist. ;)
PS: Achja, ich würde dafür einen vorgefertigten DC/DC Wandler nehmen,
wie schon jemand sagte, vielleicht aus einem gebrauchten Laserdrucker
oder so. Oder man kauft halt einen.
das würd ich auch vorschlagen, kleiner beherrschbarer sperrwandler mit
200-300v ausgang und eine diodenkaskade dahinter. wurde früher in jedem
fernseher so gemacht, zeilentrafo 4-5kv raus und per kaskade bis auf
25kv hoch. nimm aber kleine kondis, wenn du dir das ding mal aus
versehen durch die finger entladen solltest wirfst du es sonst durch den
raum...
printtrafo bis geschätzt 1khz und 300v sollte gehen, 1000v hält die
primärwicklung aber nie im leben längere zeit aus.
> Also nach der VDE wirds ab 350 mJ gefährlich bei Kondensatoren, bei 1kV> sind hier also alle Kondensatoren mit einer Kapazität größer/gleich 0.7> µF. Aber ich denke mal, todesmutig wie ich bin, dass sich der TE darüber> im Klaren ist. ;)
Hallo Michael,
welche VDE-Vorschrift ist das, bzw. wo finde ich die Angabe? Ich
bräuchte die Information beruflich und würde sie gerne selbst
nachschlagen und darauf referenzierne.
Gruß,
Michael
50-Hz-Trafos sind so ausgelegt, dass kurz oberhalb der Nennspannung die
Sättigung des Eisens einsetzt. Mit einer 230V-Wicklung lässt sich also
keine wesentlich höhere Spannung als 230V bzw 300VDC erzeugen. Da bleibt
nur die Lösung, mit einem Dioden-Vervielfacher die 230 V am Ausgang
entsprechend zu vervielfachen.
>350mJ- Grenze:
Auch mich würde eine Quellenangabe erfreuen.
Peter R. schrieb:
> 50-Hz-Trafos sind so ausgelegt, dass kurz oberhalb der Nennspannung die> Sättigung des Eisens einsetzt. Mit einer 230V-Wicklung lässt sich also> keine wesentlich höhere Spannung als 230V bzw 300VDC erzeugen. Da bleibt> nur die Lösung, mit einem Dioden-Vervielfacher die 230 V am Ausgang> entsprechend zu vervielfachen.
Das stimmt nicht ganz.
Die Sättigung hängt nicht direkt von der Spannung ab, sondern vom Strom.
Und dieser wiederum wird durch das Integral aus der Spannung über der
Zeit bestimmt.
Mit anderen Worten: Dreht man die Frequenz hoch, kann man auch die
Spannung entsprechend erhöhen. Ein paar 100Hz sind bei normalen 50Hz
Trafos oft problemlos möglich. Wenn dadurch der Strom niedriger wird,
steigt sogar der Wirkungsgrad auch wenn durch die höhere Frequenz mehr
Verluste im Kern entstehen.
Wenn man den Trafo als Sperrwandler betreibt, dann sind selbst bei
niedrigen Frequenzen hohe Spitzenspannungen möglich, so wird das auch
bei einer Zündspule gemacht.
>Sättigung des Eisens einsetzt. Mit einer 230V-Wicklung lässt sich also>keine wesentlich höhere Spannung als 230V bzw 300VDC erzeugen. Da bleibt
Es geht doch, denn es gibt Printtrafos mit zwei 230V-Wicklungen. Durch
das andere Übersetzungsverhältnis ist man da schon bei 500V~.
Also, ich habe mir meine beiden im Fundus befindlichen HV Module mal
angesehen.
Beide sind YAHATA Electric Works Ltd., das eine trägt die Bezeichnung
HVHK-Z125A-1, das andere HVHK-Z127A-1.
Die Homepage von denen ist voll Japanish. Die Module dürften ohnehin 20
Jahre alt sein - wer weiss ob ich da specs bekommen oder finden kann.
Der Anschluss ist Flachband Kabel, GND und VCC habe ich identifiziert.
Dazu gibt es mehrere per Optokoppler getrennte Steuerleitungen sowie ein
oder zwei Rückmeldungsleitungen (je nach Modul).
Desweiteren scheinen diese Module auch mehr als einen HV Ausgang zu
haben.
Da habe ich auf jeden Fall aber interessante Bauteile gefunden: Bei dem
einen Modul ist nämlich für einen Hilfsausgang eine süßer kleiner
Step-Up Trafo gefolgt von einer HV tauglichen Diode sowie ein 1kV
fähiger Kondensator.
Der eigentliche große Hochpannunstrafo ist schön gekapselt und hat
primär-seitig 7 Anschlüsse.
Außer vielleicht die Bauteile zu nutzen sind mir diese Module eine
Nummer zu dicke. Das war ja auch ein riesiger Laserdrucker, nicht so wie
ein kleiner HP Laserjet, sondern DIN A3 fähig und rasend schnell.
Laut Datenblatt benötige ich für den Elektronenstrahl weniger als 10uA,
also bei 1kV dann weit weniger Strom als viele Module liefern können.
Ich such mal weiter - ich habe noch irgendwo die Innereien von einem
kleinen Kopierer...
Heute Nachmittag nehme ich mal einen 2x6V auf 240V Printtrafo und
probiere mal einen primitiven Multivibrator als ersten Test.
Grüße,
Mike
Printtrafos bei höheren Frequenzen als der Netzfrequenz zu verwenden ist
keine so gute Idee. bei höherer Frequenz steigen die Wirbelstromverluste
in den Blechen rapide an. Eine Schaltfrequenz von einigen hundert Hertz
geht zwar, nur ist das Geräusch etwas lästig, das die Trafos dann
machen.
Noch ein Vorschlag:
Zwei oder drei Printtrafos in Reihe schalten und primärseitig mit der
passenden Spannung speisen. Wenn es VDE-gemäße Trafos sind, haben sie
eine Prüfspannung von 2 kV, halten die Reihenschaltung isolationsmäßig
also aus.
Ein Bisschen Überspannung kann man ihnen auch noch zumuten, das dürfte
aber meiner Schätzung nach bis maximal 50% Spannungserhöhung Erfolg
bringen.
>>350mJ- Grenze:>Auch mich würde eine Quellenangabe erfreuen.
Ich schau am WE noch mal, müsste aber, so aus dem Bauch heraus, in der
DIN VDE 0100 stehen.
ach ja wenn du das ganze geregelt aufbauen willst, bitte nicht die
1000Vdc direkt auf einen stino 1/4W kohleschichtwiderstand legen,
sondern den oberen widerstand in 3-4 physikalische widerstände
aufteilen.
auf deinen laserdruckerplatinen ist alles drauf was du brauchst,
einschließlich passender trafos. ich hab hier bestimmt drei solcher
platinen wo entsprechende trafos mit nachgeschalteter diodenkaskade
drauf sind. regelung würd ich glatt über einen PWM-IC machen, TL494 oder
sowas.
ich würd da so ganz grob, wenn mir das thema so über den tisch fällt, an
das ausschlachten einer fliegenpatsche oder eines
Leuchtstoffröhren-Inverters denken. diese dinger werden zwar nicht
gerade das brauchbarste ergebnis liefern, aber zumindest den trafo
könnte man noch dafür gebrauchen oder sich bei so einer einfachen
billigschaltung mal die schaltung angucken. :)
Im MediaMarkt liegen für 12 Euronen so Tesla-Kugeln (an USB,
unglaublich, oder?). Ich nehme mal eine auseinander. Warscheinlich ist
in der Kugel ein Gas-gemisch, welches Entladungen schon bei wenigen 100V
fördert, aber mal sehen...
ein leuchtstoffröhreninverter (denke du meinst so ein CCFL teil)
schlachten? aber nur den trafo, der rest ist wenig brauchbar. da sind
keine hochspannungsdioden drin und die kondis sind meistens auch nur bis
1kv spezifiziert.
diese tesla-kugeln sind gar nicht so ohne, ich hab hier eine die mit
einem 12V netzadapter arbeitet. in 30 cm entfernung reicht die
feldstärke für eine sichtbare anregung einer leuchtstofflampe. richtig
böse ists wenn man ein wenig alufolie oder so auf die kugel legt und
sich dieser dann mit dem finger nähert. dabei entstehen ziemlich
energiereiche HF-funken, die einem sofort die haut verbrennen. einen
schlag bekommt man wohl wegen des skin-effektes nicht, ist aber sehr
unangenehm! mit zwei nadeln oder reißzwecken lassen sich schöne
lichtbögen ziehen, aber geht auch nicht lange weil die spitze der nadel
anfängt zu glühen und dann wird der rest auch warm.
