Hallo zusammen!
Ich möchte gerne eine Schaltung bauen, die mir aus 12V eine regelbare
Ausgangsspannung bis 400V erzeugt.
Implementiert werden soll das ganze mit einem uC, die Eingabe des
Spannungswertes über ein HD44780 mit ein paar Tastern oder ggf. einem
Encoder. Egal, das ist nicht das Problem.
Hintergrund: Ich experimentiere ein wenig mit CoilGuns, dafür muss ich
die Kapazitäten laden. Momentan erfolgt dies aus gleichgerichteter
Netzspannung, aber davon will ich weg. Ich denke an eine aus einem
Bleiakku versorgte Konstruktion.
Um den Einfluss verschiedener Spannungen auf das Resultat zu
untersuchen, würde ich daher gerne eine allzwecktaugliche, vom Netz
unabhängige Variante bauen, mit der ich auch andere Spannungswerte als
die 325V aus dem Netz erzeugen kann.
Die Frage ist jetzt in erster Linie die Umsetzung des ganzen. Ich hatte
mir mal früher einen Trafo gewickelt, ziemlicher Klotz...
primärseitig 2x 20 Windungen 1,5² isolierte, starre Kupferleitung
sekundärseitig 700 Windungen 0,35mm isolierter Kupferlackdraht
Windungsverhältnis ca. 33
Gewickelt auf einen Trafokern vom großen C (leeres Gehäuse mit zwei
E-Kernen, der Luftspalt ist also selbst einzustellen)
Die Kapazitäten sollten natürlich so zügig wie möglich geladen werden,
daher die recht klobigen Dimensionen des ganzen. Dicker Draht, um
primärseitig viel Energie reinzustecken.
So denn...jetzt zum Aufbau. Entweder das ganze als einfachen
Sperrwandler aufbauen und mit PWM den Schalttransistor regeln. Feste
Frequenz, variabler Duty-Cycle.
Oder direkt als Vollbrücken Gegentaktwandler mit Gleichrichter am
Ausgang.
Was meint ihr? Worum es aber noch eher geht, ist Regelung auf einen
bestimmten Wert am Ausgang. Bei 400V kommt es gewiss nicht auf +/- 1V
an, die Genauigkeit ist daher nicht so wichtig. Trotzdem muss ich die
Spannung am Ausgang ja erfassen, also galvanische Trennung beider Seiten
aufgeben, beide GNDs verbinden und mittels Spannungsteiler auf den ADC
vom uC und danach das Tastverhältnis regeln?
Praktikabel? Ist es eurer Meinung nach nicht gut, die galvanische
Trennung zu verwerfen? Oder gibt es andere Möglichkeiten, die Regelung
vorzunehmen?
Ich könnte natürlich sekundärseitig einen Controller verwenden und beide
Seiten kommunizieren über Optokoppler...aber da müsste halt immer erst
eine Spannung auf der Sekundärseite vorhanden sein, damit das ganze
läuft. Darüber hinaus müsste ich aus schlimmstenfalls 400V die Spannung
für den uC erzeugen...auch blöd.
Ich würde mich über ein paar Ratschläge von euch freuen.
Günther
Also prinzipiell würd ich erstmal zum Flyback raten, hat den Vorteil,
dass der prinzipiell kurzschlusssicher ist.
Die Frage ist auch, ob du überhaupt eine galvanische Trennung benötigst,
oder ob du die Massen primär und sekundär verbindest, da du ja mit
Batterie/Akku primär arbeiten willst. Dann ginge ein einfacher
Spannungsteiler, der gleich das sicherheitsmäßige Entladen der
Kondensatoren bei Nichtgebrauch erledigen könnte.
Du musst halt sicherstellen (Isolation, Abstand), dass du nie an beide
Kondensatorpole gleichzeitig kommst.
Interessehalber: 400V bei wieviel Kapazität?
Floh schrieb:> Die Frage ist auch, ob du überhaupt eine galvanische Trennung benötigst
Nein, die benötige ich nicht. Ich denke daher auch, dass ich die Massen
einfach zusammenschalte.
Floh schrieb:> der gleich das sicherheitsmäßige Entladen der> Kondensatoren bei Nichtgebrauch erledigen könnte
Ja, das würde ich über einen extra Widerstand machen, den ich per Relais
dazuschalten kann und die Cs wirklich schnell leer räumt. So'n schöner
goldener R mit 50W o.ä.
Floh schrieb:> Du musst halt sicherstellen (Isolation, Abstand), dass du nie an beide> Kondensatorpole gleichzeitig kommst.
Das ist klar. Ich muss bei meinen Versuchen auch immer erst die Katzen
aus dem Zimmer werfen die wuseln sonst immer an allem herum. Das würde
mir meine Frau nie verzeihen.
Floh schrieb:> Interessehalber: 400V bei wieviel Kapazität?
Wie gesagt, das Ding soll im Endeffekt allgemeingebräuchlich sein. Ich
habe hier etliche Kapazitäten herumliegen. 400V sind halt so das
Maximum, das einer alleine aushält, ich denke aber auch, dass 400V genug
sind.
Die dickste Kombi sind 6x 12mF parallel bei 350V
Gruß, Günther
Günther schrieb:> Harald Wilhelms schrieb:>> Was meinst denn damit?>> Die Kondensatoren, die ich hier habe und verwende, sind pro Stück bis> maximal 400V geeignet.
Ich dachte schon, Du meinst ein Mensch hält das noch aus. Das ist
nämlich eindeutig nicht der Fall.
Gruss
Harald
Harald Wilhelms schrieb:> Ich dachte schon, Du meinst ein Mensch hält das noch aus.
;-) Nee nee, naja obwohl...kommt ja nur auf die Ladung an, ne?
Aber nee, ich meinte die Cs. Ich hatte nicht vor, hier irgendwas gegen
irgendwen zu verwenden.
Ich wuerd nicht von 12V hochsteppen, das macht wenig Sinn. Nimm ein
Schaltnetzteil, das zB 48V macht und transformiere von da hoch. Der
Trafo wird dann einfacher zu wickeln.
Klaus Ra. schrieb:> hast Du schon einmal hier nachgeschaut?
Ja, habe ich jetzt. Ich habe mal ein paar Daten angehängt.
Mein Trafo hat, wie gesagt, 20 Windungen Primär und der Kern hat laut
Conra* 220nH als AL-Wert.
Laut L=AL*N² hat der Trafo primärseitig also ca. eine Induktivität von
88uH.
Die habe ich jetzt mal in den Rechner eingeben. Dazu noch das
Übersetzungsverhältnis von 33.
Die Seite berechnet mir ja nur die Graphen für 50% Duty-Cycle - wie
sieht es denn mit Werten größer 50% aus?
Sollte ich den Ladestrom in die Cs begrenzen? Der Sperrwandler ist ja
kurzschlussfest. Was meint ihr?
G.
Ich wuerd keinen Sperrwandler verwenden, sondern einen Gegetaktwandler.
Der Sperrwandler bringt die Leistung nicht. Einen Gegentaktwandler kann
man auch mit Strombegrenzung bauen, zb mit einem LTC1683.
Nimm einen passenden Sperrwandler-IC und einen fertigen Trafo. Wir haben
sowas, natürlich für sinnvoelle Anwendung, mal mit dem LT1757 (mit Trafo
DA2034-AL) und dem LT3751 (mit Trafo GA3459-BL) gbaut. Geht ganz gut.
12V rein, 500V/20...25W raus. Der 3751 hat sogar einen Modus zum Laden
von Kondensatoren.
Ingo schrieb:> Da du kaum Ladeleistung benötigst, würde ich eine einfache Boost> Schaltung nehmen. Tastgrad halt langsam hochfahren, bis du deine> Spannung hast.
Boost würde ich nicht empfehlen.
Günther will mit Coilguns experimentieren, also muss er die
Kondensatoren massiv schnell entladen können. Dabei werden gerne
Thyristoren eingesetzt (bestes Preis-Leistungsverhältnis).
Der Speerwandler (oder ein anderer kurzschlusssichere Ladeschaltung)
könnte man an den Caps angeschlossen lassen, bei einem Boostkonverter
würde man beim "Zünden" die Eingangsseite mit kurzschließen.
