Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor für 2000 V 1 mA gesucht


von Dirk F (Gast)


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Hi Experten !
Für eine Schaltung mit einem Hochspannungsgenerator suche ich eine 
Möglichkeit, diese per Halbleiter zu schalten, um das nachfolgende 
Relais vor Kontaktbrand bei hohen Schalthäufigkeiten zu schützen.

Könnte mir bitte einer einen Bauteiltipp geben , für einen Transistor, 
MOSFET o.ä. wclches 2 KV 2 mA schalten kann, und auch bei Reichelt 
erhältlich ist.
Vielen Dank im Vorraus.
Gruß Dirk

von Achim M. (minifloat)


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Nimm einen IGBT oder Bipolartechnik. MOS ist nicht für so hohe 
Spannungen geeignet. Aber sind ja nur 2mA.

mfg mf

von Dirk F (Gast)


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Hallo, also ich hab bei reichelt den
BU 2725DF ISC  mit 1700 V gefunden.
IGBT habe ich nur bis 1200 V gefunden.
Gruß Dirk

von Jörg R. (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)


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Dirk F schrieb:
> Hallo, also ich hab bei reichelt den
> BU 2725DF ISC  mit 1700 V gefunden.
> IGBT habe ich nur bis 1200 V gefunden.

MOSFETs gibt es auch bis 1500V. In Deinem Fall müßtest Du aber mehrere 
in Serie schalten. Wie das geht, kannst Du hier sehen:
http://www.joretronik.de/Driver/LevelShift.html
Es würden sich in diesem Fall 2 mal 1000-Volt-MOSFETs anbieten, die noch 
zu moderaten Preisen gut beschaffbar sind.

Jörg

von MOD (Gast)


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Von Ixys gibts relativ kleine IGBTS & Mosfets bis 4000V.

von Dirk F (Gast)


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Also ich bin am verzweifeln.
Habe bisher nur einen NPN Transistor mit 1700 V gefunden, ich brauche 
aber PNP, da ich ja die +1700 V schalten möchte.

Bitte bitte in Tipp, Halbleiter Bauteil von RS oder Reichelt, was 1700 V 
Pluspol schalten kann.

Oder gibt es eine Trickschaltung, um mit 2 Stück NPN Transistoren sauber 
die +1700 V zu schalten ?
Schonmal Danke im Vorraus.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Dirk, überleg dir doch einfach mal wer sowas brauchen könnte? Dann weißt 
du, wie groß der Markt ist!

Man kann Ketten aus MOSFET und bestimmt auch bipolaren aufbauen. Aber 
das ist keine Anfängersache.

von Michael_ (Gast)


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Ich hab zwar keine konkrete Lösung, aber schau dich mal bei den Röhren 
um. Da wirst du sicher fündig.

von Mathias (Gast)


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Relais?

von Dirk F (Gast)


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Hallo, danke für die Infos.
Relais scheidet aus, da Kontaktverschleiß bei hohen Schalthäufigkeiten.
Röhren...nee Mittelalter.

Habe den IGBT  IXGH6N170A (1700 V) bei RS für 4 Euro gefunden.

Meine Frage:
Wie baue ich einen Hi-Side Schaltung auf, die mit TTL Level oder 0-12 V 
angesteuert wird ?

Meine Überlegung wäre:
Erster IGBT:
C vom IGBT an +1700 V
E = Ausgang der Schaltung
G wird über einen Widerstand mit +1700 Verbunden.

Zweiter IGBT:
C an Gate vom ersten IGBT
E an Masse
G ansteuerung vom MCU.

Schonmal Danke für eure Hilfe !

von Falk B. (falk)


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@  Dirk F (Gast)

>Habe bisher nur einen NPN Transistor mit 1700 V gefunden, ich brauche
>aber PNP, da ich ja die +1700 V schalten möchte.

Wie schnell willst/musst du denn schalten?

>Bitte bitte in Tipp, Halbleiter Bauteil von RS oder Reichelt, was 1700 V
>Pluspol schalten kann.

Bitte, gute Fee, hilf mir ;-) Geht auch mit NPN bzw. N-Kanal MOSFETs.

>Oder gibt es eine Trickschaltung, um mit 2 Stück NPN Transistoren sauber
>die +1700 V zu schalten ?

Sicher. Man kann die Dinger kaskadieren. Etwa wie im Anhang. Ein 
Optokoppler überbrückt die Potentialdifferenz. R1-R4 müssen 1kV 
Dauerspanung aushalten, normale 0815 Widerstände schaffen das nicht. 
Hier kann man z.B. VR68 oder VR37 von Vishay nehmen, gibts bei RS & Co. 
Die MOSFETs sollten wenigsten 600V Sperrspannung haben, besser mehr.

Die Funktion ist einfach. Optokopper ohne Strom, Ausgang hochohmig, die 
Gates der MOSFETs werden per Pull-Up hochgezogen und geöffnet.

Optokoppler mit Strom, Gate wird auf Sourcepotential gezogen, Kette 
sperrt.

Im gesperrten Zustand fließ über R1-R4 ein Leckstrom, maximal 0,5mA. 
Wenn das zuviel ist, kann man auf 10M gehen, es wird dann halt langsamer 
geschaltet.

MfG
Falk

von Ingo (Gast)


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Eine Möglichkeit, mehrere Transistoren in Reihe zu schalten, um die 
Spannungsfestigkeit zu erhöhen, ist die Kaskodeschaltung. Da der 
Wiki-Artikel in der Beziehung nicht so ergiebig ist, hab ich mal was 
zusammengekritzelt. Von Nachteil ist der Reststrom durch den 
Spannungsteiler, wenn man FET's oder Darlington benutzt, kann der aber 
recht hochohmig gemacht werden.

von Dirk F (Gast)


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Hallo Falk, danke für den Schaltungsvorschlag !
Also ich muss etwa mit 100 Hz schalten. Sollte für ein Relais zu viel 
sein.
Habe ich das richtig verstanden, daß ein IGBT eine Spannung von ca. 10 V 
Gate-Emitter benötigt, um durchzuschalten ?
Gruß Dirk

von Ingo (Gast)


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Da war der Falk wieder schneller...

von Falk B. (falk)


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@  Dirk F (Gast)

>Also ich muss etwa mit 100 Hz schalten.

Das kriegt man mit der Schaltung hin.

> Sollte für ein Relais zu viel sein.

Kommt drauf an. Es gibt kleine und große Relais. Und Reedrelais, die 
sind sehr schnell, <1ms. Und die schalten auch 2kV problemlos.

http://www.meder.com

>Habe ich das richtig verstanden, daß ein IGBT eine Spannung von ca. 10 V
>Gate-Emitter benötigt, um durchzuschalten ?

Um VOLL durchzuschalten. Für deine 2mA reichen meist 3-5V.

MfG
Falk

von Ingo (Gast)


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Und bitte nicht vergessen, dass durch die 4 x 1Meg im ausgeschaltetem 
Zustand ein halbes Milliampere bei 2kV fliesst, evtl müssen die noch 
hochohmiger gemacht werden.
mfg ingo

von Peter (Gast)


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>Sicher. Man kann die Dinger kaskadieren. Etwa wie im Anhang.

@Falk: Die Schaltung ist Quatsch, Q4-Q3 leiten immer und Q1 wird Dir mit 
einem leuten Knall um die Ohren fliegen...

von Jens G. (jensig)


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2SC4913 macht 2kV, 20mA. Eigentlich ideal, wenn's nur nicht npn wäre.

von Jens G. (jensig)


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>>Sicher. Man kann die Dinger kaskadieren. Etwa wie im Anhang.

>@Falk: Die Schaltung ist Quatsch, Q4-Q3 leiten immer und Q1 wird Dir mit
>einem leuten Knall um die Ohren fliegen...

Genau.

von Falk B. (falk)


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@  Peter (Gast)

>@Falk: Die Schaltung ist Quatsch, Q4-Q3 leiten immer und Q1 wird Dir mit
>einem leuten Knall um die Ohren fliegen...

>  Jens G. (jensig)

>Genau.

Was ihr so alles wisst? Komisch nur, dass so ziemlich genaau diese 
Schaltung bei mir hundertfach sehr gut funktioniert. Und das sogar im 
Analogbetrieb mit DEUTLICH mehr als 4 Stück in Reihe, dort ist lediglich 
die Ansteuerung des ersten Gates analog.

Die Schaltung funktioniert anders, als es auf den ersten Blick aussieht. 
Und sie hat die bemerkenswerte Eigenschaft, sich selber recht gut zu 
symetrieren. Simuliert es im PSPice oder probiert es aus, geht auch mit 
deutlich weniger als 2 kV.

MFG
Falk

von Falk B. (falk)


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Kleiner Tip zur Funktion. Der unterste, direkt gesteuerte MOSFET 
arbeitet in Sourceschaltung. Je höher man in der Kette geht, umso mehr 
geht die Steuerung in eine Gateschaltung über. Klingt komisch, ist aber 
so.

MFG
Falk

von (prx) A. K. (prx)


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Falk Brunner schrieb:

> Kleiner Tip zur Funktion. Der unterste, direkt gesteuerte MOSFET
> arbeitet in Sourceschaltung. Je höher man in der Kette geht, umso mehr
> geht die Steuerung in eine Gateschaltung über. Klingt komisch, ist aber
> so.

Wenn man deine Schaltung mit Ingos Kaskode vergleicht, dann liegt der 
einzige Unterschied darin, dass die Basis/Gate-Teiler bei dir am 
Steuersignal hängen, bei ihm an Masse.

In dieser Hochspannungskonfiguration frage ich mich allerdings, ob das 
überhaupt von Bedeutung ist, die 10V Unterschied im Fusspunkt sind für 
Q2 aufwärts wohl kaum noch relevant. Ich denke daher, dass man deine 
Version genauso als Kaskodeschaltung betrachten kann wie seine - also 
Sourceschaltung Q1, Gateschaltung Q2-Q4.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Die Ringkampfarena ist frisch gefegt. Bier steht kalt bereit. Chips hole 
ich gleich.

von Arno Nyhm (Gast)


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Treib eine Quelle für einen passenden IGBT aus dieser Liste hier auf 
(Samples?!):
http://www.ixys.com/Product_portfolio/products_link.asp?framepage=ixyspower_contact.htm&framepage1=http%3A%2F%2Fwww.ixyspower.com%2Fstore%2FFamily.aspx%3Fi%3D19

Ein einzelner Halbleiter macht nur z.B. 1/10 so viel Probleme wie 
10Stk.! Die Ansteuerung vereinfacht sich und man hat den gesamten Ärger 
den die Verkettung mehrerer Transistoren zur Spannungserhöhung birgt 
umgangen.

von Peter (Gast)


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>Simuliert es im PSPice oder probiert es aus, geht auch mit
>deutlich weniger als 2 kV
Ich habs mal simmuliert, es funtioniert tatsächlich!

>>Also ich muss etwa mit 100 Hz schalten.
>Das kriegt man mit der Schaltung hin.
Die Schaltung ist aber furchtbar langsam, 100Hz ist schon fast das 
höchste der Gefühle!

Schlecht ist, dass am Ausgang der Strom durch die Gate-Widerstände 
(R1-R4) auch im OFF Zustand ansteht, bzw bei offenem Ausgang praktisch 
die ganzen 2000V dort anliegen!

von Falk B. (falk)


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@  Peter (Gast)

>Die Schaltung ist aber furchtbar langsam, 100Hz ist schon fast das
>höchste der Gefühle!

Im Grossignalbetrieb ja. Im Kleinsignalbetrieb als Stromregler ist sie 
recht fix, so um die 1kHz.

>Schlecht ist, dass am Ausgang der Strom durch die Gate-Widerstände
>(R1-R4) auch im OFF Zustand ansteht, bzw bei offenem Ausgang praktisch
>die ganzen 2000V dort anliegen!

Man kann nicht alles haben ;-)

MfG
Falk

von Jens G. (jensig)


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>>@Falk: Die Schaltung ist Quatsch, Q4-Q3 leiten immer und Q1 wird Dir mit
>>einem leuten Knall um die Ohren fliegen...

>>  Jens G. (jensig)

>>Genau.

>Was ihr so alles wisst? Komisch nur, dass so ziemlich genaau diese
>Schaltung bei mir hundertfach sehr gut funktioniert. Und das sogar im
>Analogbetrieb mit DEUTLICH mehr als 4 Stück in Reihe, dort ist lediglich
>die Ansteuerung des ersten Gates analog.

Ich hab sie nochmal im Kopf simuliert - geht tatsächlich. Hatte gestern 
die Gatekettenpotentiale, Ausgang und OK-Potential etwas zu isoliert 
betrachtet. War auch etwas spät gestern abend ...

von nachdenklicher (Gast)


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> Bitte bitte in Tipp, Halbleiter Bauteil von RS oder Reichelt, was 1700 V
> MOSFET o.ä. wclches 2 KV 2 mA schalten kann, und auch bei Reichelt

Deine krankhafte FIXIERUNG auf EINEN albernen Lieferanten blockiert Dich 
völlig. Die Welt hat tausendmal mehr Eigenschaften, als Du es Dir in 
Deiner merkwürdigen "Reichelt-Reichelt-Reichelt-PSYCHOSE(!) vorstellen 
kannst"

Das gilt auch für Transistoren.
Neurosen, Psychosen oder Fixierungen helfen Dir da NICHT weiter!

Merksatz: Die Welt ist grösser als dämlicher Reichelt!
Das kann auch ein Kind begreifen.

Joe

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