600V Hochvoltelko durch Reihenschaltung

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1006081.htm

http://www.mikrocontroller.net/articles/Kondensator#Reihenschaltung

Martin Wende schrieb:
> nicht die Symetriewiderstände vergessen.

Wie meinen?

Bastler schrieb:
> Wie meinen?

Ist sicherer, da durch Exemplarstreuung Deine Kondensatoren nicht zu 
100% gleich sind.

Ja, ist zumindest bei Elkos unvezichtbar. Durch unterschiedliche 
Leckströme teilt sich die Spannung nicht gleichmässig auf und das ist 
dann teilweise ungesund.
470k oder 1M über jeden Kondensator.

Ich wollte eine Gesamt-Glätt-Kapazität von 100uF verwenden (maximaler 
Strom ist 50mA, typisch im Betrieb werden es aber nur 20mA sein). Wie 
kann ich nun diese Symmetrisierungs-Widerstände berechnen?

Bastler schrieb:
> Ich wollte eine Gesamt-Glätt-Kapazität von 100uF verwenden (maximaler
> Strom ist 50mA, typisch im Betrieb werden es aber nur 20mA sein). Wie
> kann ich nun diese Symmetrisierungs-Widerstände berechnen?

Bei vielen Kondensatoren erst mal 50% Zuschlag für die 
Kapazitätstoleranz: 400VAC * 1,4142 * 1,1 * 1,5 = 933V
Also 10, besser 12 100V-Typen. Bei weniger Einzelkondensatoren ist der 
Zuschlag kleiner.

Symmetrierwidertände so, dass die Selbstentladung bei Betriebsspannung 
(100% > 90%) mit Widerständen ganz erheblich schneller erfolgt als ohne.
20x schneller als die Selbstentladung am schlechtesten Exemplar sollten 
mit Alterung und Temperaturabhängigkeit reichen.

100µF für 50mA sind viel bei 600V. Die Faustregel 1000µF/1A gilt für 
kleine Spannungen. Bei 600V sind 30V Ripple normal kein Problem.

Nimm das hier und du hast keinen Ärger:
ebay 310354641868

Wollte jetzt eigentlich drei von diesen hier nehmen:

http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=200752880515

Sind 70 uF ausreichend, um 560V DC hinreichend zu glätten (U_ripple < 
1V) ? WOhl eher nicht, oder? Sollte ich am besten noch einen Tiefpass 
nachschalten, da ich nur kleine Ströme benötige (50mA max.)

Bastler

Rechnen:

Die Formel kenne ich, damit komme ich bei I = 50mA und dU = 1V auf satte 
500uF, autsch. Da kann ich lange parallelschalten...

Wo gibt es solche Riesen-Elkos?!

Bastler

Naja, diese U_ripple < 1V bekomme ich ja mit der Formel von oben mit 
500u hin, es gibt ja solche Hochvolt-Kondensatoren.

Habe gerade mal bei mouser.com geschaut, zwei 3300uF in Reihe (die 
jeweils für 400V ausgelegt sind) dürften es ja tun. Sind nur sehr sehr 
teuer (50EUR pro Stück...)

Bastler

Das ist die Genauigkeit, die die Ausgangsspannung aufweisen soll. Ich 
möchte damit unter Anderem Paschen-Kurven zu Edelgasmischungen 
aufzeichnen, und wenn der Ripple zu groß ist, dominiert der 
Spannungsfehler.

Beispiel: Abstand der Elektroden ist auf 1mm/sqrt(12) einstellbar, 
typischer Abstand ist 5..15mm. Also: relativer Fehler bei maximal 6%.

Das entspricht einem Spannungs-Ripple von 3.5V bei 600V. Also verlange 
ich (wilkürlich) 1V Ripple, damit das nicht der dominierende Fehler 
wird.

Bastler

fail Rechnen kann ich auch nicht... 6% von 600V sind wohl eher nicht 
3V, gell?

Dann tuts auch ein kleinerer Elko, Asche über mein Haupt.

Alexander Schmidt schrieb:
> Erstens ist dein Aufbau nicht netzgetrennt und damit gefährlich.

Doch, ist er: Variac (0..250V, 1.6A), dann 230V->400V-Trafo rückwärts, 
der mir maximal 400V AC ausspuckt.

Alexander Schmidt schrieb:
> Zweitens löst man das besser mit einem Netzteil, welches die Spannung
> regelt.

Wenn du mir einen Schaltplan dafür zeigen kannst, wäre ich dir sehr 
verbunden. Habe da noch nichts passendes gesehen bis jetzt, und meine 
Lösung ist eben recht einfach aber dennoch effektiv.

Alexander Schmidt schrieb:
> Drittens: Fließt durch das Gas wirklich 50 mA?

Je nach Oberfläche der glimmenden Kathode kann das gerne schon einmal 
sein.

Bastler

Alexander Schmidt schrieb:
> Ansonsten würde man einfach ein in weitem Bereich einstellbares
> Schaltnetzteil nehmen. Dann fallen auch die beiden Trafos weg.

Naja, du sagst das so einfach. Ich habe noch kein Schaltnetzteil 
gesehen, was diesen Spannungsbereich komplett abdeckt, mit einer 
Strombegrenzung von 50mA. Wenn du da was kennst, wäre das sehr hilreich. 
Bin aber nicht so der Analog-Elektroniker, daher meine einfachere wenn 
auch nicht so elegante Lösung.

Alexander Schmidt schrieb:
> Wird das Gas durch die 20 Watt Wärmeeintrag nicht
> zu stark für eine Messung erwärmt?

Für eine Messung der Paschen-Kurve sind 50mA sicherlich unangebracht, 
aber ich will ja noch weitere Experimente machen, unter anderem eben, 
wie groß der Zündstrom ist für eine Fläche von A cm^2. Dafür brauche ich 
dann etwas mehr Saft.

Alexander Schmidt schrieb:
> Da du die Trafos wahrscheinlich schon gekauft hast, und doch nicht
> sowenig Ripple brauchst, passt deine Lösung schon.

Was ist denn ein sinnvoller Wert, auf den ich den Ripple drücken kann? 
Mit 3000uF-Kondensatoren kommt man ja bei der Rechnung von oben auf 
Werte kleiner als ein Volt. Ist das noch realistisch?

Bastler

Alexander Schmidt schrieb:
> Musst du nicht auch noch den Strom am Ausgang begrenzen?

In der Tat, aber der 400V-Trafo hat 20VA. Ich schalte noch eine 
rückstellbare 500mA-Bimetall-Sicherung vor den Variac, damit die bei 
Kurzschluss auslöst. Der Strom wird nicht elektronisch geregelt, sondern 
über verschiedene Widerstände eingestellt.

Alexander Schmidt schrieb:
> Ja. Du kannst auch einen
> LC-Filter bauen, bevor du unendlich viel Kapazität rein steckst.

;-) Ich bin Physiker und daher kenne ich die LC-Filter schon 
theoretisch, aber in der Praxis habe ich sie noch nicht allzu oft 
bemüht. Grenzfrequenz ist ja

Also sollte ich schauen, dass die Grenzfrequenz f_0 irgendwo bei 10Hz 
oder so liegt, dann kommt alles drüber nicht mehr durch. Aber bei der 
weiteren Auswahl der Bauteile hakt es bei mir, habe da zu wenig 
Erfahrung. Ich kann mir ja beliebig viele Kombinationen von L und C 
denken, die einer Grenzfrequenz entsprechen.

Tom K. schrieb:
> Bsp: 70uF -> 14H@429R (Typ 157L => 13,30€) -> 70uF ergeben bei 50mA ca.
> 10mV Ripple. Nachteilig ist allerdings der relativ hohe
> DC-Innenwiderstand.

Mit 70uF und 14H komme ich auf f_0 = 5 Hz, OK. Der Innenwiderstand der 
Spule von 430 Ohm ist aber wirklich recht hoch, aber ich denke noch 
verkraftbar. In wie weit ist die Spannungsfestigkeit ein Kriterium? So 
wie ich das sehe, fällt ja quasi alles über den C ab.

Bastler

Udc = Uac * Wurzel (6) => bei 230V Udc = 566V.

Ingo

Was willst du mir damit sagen?

Kann mir noch jemand weiterhelfen? Die konkrete Frage im Raum war ja, 
welche Spannungsfestigkeit die Spule haben sollte, da ja fast die 
gesamte Spannung über den Kondensator abfällt.

Bastler

Falls keine Spannungsregelung, sondern nur eine Brummunterdrückung 
notwendig ist, ist auch die Schaltung nach
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/lnpowsup.htm
(Bild 2, der Teil um T1) gut geeignet. (Die habe ich bereits für eine 
Anwendung mit 200VDC Versorgung verwendet und hat gut funktioniert.) Der 
Vorteil ist hier, dass man mit wesentlich kleineren Kondensatoren 
auskommt bzw. die Drossel spart. Sie funktioniert umso besser, je mehr 
Spannung man am Transistor abfallen lässt. Weiters ist sie recht einfach 
(1*T, 2*R, 1*C) und man könnte mit einem weiteren Transistor und einem 
Widerstand auch eine (wenn auch nicht sehr genaue) Strombegrenzung 
einfügen, denke ich. 600V bei 50mA sind auch "nur" 30W, die kann man 
recht einfach wegkühlen ein 800V Bipolartransistor im TO220 Gehäuse 
sollte das ohne größere Probleme schaffen.

Du mußt mal richtig in der Röhrenfraktion suchen.
Deine Spannung ist da nicht unüblich.
Hier eine Drossel:
ebay 110618528323
Oder elektronisch:
ebay 110646193972
ebay 110794729571
ebay 110397932032
Nur so als Anregung.

Tom K. schrieb:
> Die angegebene Spannungsfestigkeit würde ich als maximalen DC-Anteil
> zwischen Wicklung und Kern (der sinnvollerweise geerdet ist)
> interpretieren, über der Drossel wird in einer üblichen Schaltung nie
> soviel Spannnung abfallen.

Das ging mir gerade zu schnell, sorry: Wie soll denn bitte der Kern 
einer zweipoligen Spule geerdet sein? Der hängt doch einfach in der 
Mitte drin, die einzige nAnschlüsse die ich habe sind die beiden 
Spulenenden.

Und was passiert, wenn ich meinen Ausgang kurzschließe? Dann fällt die 
ganze Spannung über die Spule ab bzw. der Kurzschlussstrom killt die 
Spule mal eben. Ich brauche dann auf jeden Fall eine elektronische 
Strombegrenzung.

whitespace schrieb:
> http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...

Sehr interessant, aber es übersteigt meine Kenntnisse dann doch recht 
deutlich... Daher scheidet so etwas erst mal leider aus, da ich ja 
nachher mit dem Netzteil arbeiten will und nicht Monate in die 
Entwicklung stecken möchte. Ich werde es ja sowieso nicht kurzschließen, 
aber ich möchte sicherstellen, dass mir nicht alles um die Ohren fliegt, 
wenn ich einen Kurzschluss mit T < 5s erzeuge.

Michael_ schrieb:
> Du mußt mal richtig in der Röhrenfraktion suchen.
> Deine Spannung ist da nicht unüblich.
> Hier eine Drossel:
> ebay 110618528323

Sieht interessant aus. Inwieweit ist denn diese Drossel besser als die 
von Tube-Town?

Tom K. schrieb:
> http://www.tube-town.net/ttstore/index.php/cat/c68...
> hätte passende Siebdrosseln im 10--20-€-Bereich. Eine CLC-Siebung mit
> reichlich Henry ist der einfachste Weg, deutlich unter 1V Ripple zu
> kommen.
> Bsp: 70uF -> 14H@429R (Typ 157L => 13,30€) -> 70uF ergeben bei 50mA ca.
> 10mV Ripple. Nachteilig ist allerdings der relativ hohe
> DC-Innenwiderstand.

Bastler

Besser oder schlechter? Das mußt du selbst abwägen.
Basis ist der Strom. Und nun mußt du entscheiden zwischen Induktivität 
und dem Gleichstromwiderstand.
Hohe Induktivität = hohe Siebwirkung = hoher Spannungsabfall.
Natürlich bei dem gleichen Kern.

Harald Wilhelms schrieb:
> 250V wird der nachgeschaltete Trafo nicht mögen.

Geht er dann nicht einfach in die Sättigung?

Harald Wilhelms schrieb:
> Ja, aber Du musst da mit grösseren Spannungsschwankungen rechnen.

Selbst mit CLC-Filterung? Da kann ich doch auf einen Ripple unter einem 
Volt kommen, oder? Machen ja viele Röhrenverstärker-Netzteile ganz 
ähnlich.

Harald Wilhelms schrieb:
> Ja, und das führt zu zusätzlicher Erwärmung.

Ich merke ja an der Anzeige (baue mir ein Voltmeter ein), wann die 
Spannung nicht mehr steigt, dann drehe ich einfach nicht weiter. Oder 
ich baue wirklich einen mechanischen Schutz ein.

Harald Wilhelms schrieb:
> Übrigens ergibt sich durch die Gleichrichtung und
> Siebung eine stärkere Belastung des Netztrafos, sodas dieser um
> den Faktor 2...3 überdimensioniert werden muss.

Das wusste ich nicht, danke für den Hinweis. Denke, dass ich dann den 
20VA-Trafo dann umtauschen werde gegen einen besseren mit 40..50VA oder 
so.

Harald Wilhelms schrieb:
> Das beste wäre wirklich, wenn Du Dir ein geregeltes Netzteil kaufen würdest.

Naja, weißt du, was die kosten? Kannst ja mal beim Herrn Singer 
vorbeischauen ;-) Ich denke schon, dass meine Bastellösung meine Zwecke 
hier erfüllen sollte.