Avalanche Transistorschaltung als PWM für Hochspannung

#3121338
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Hallo,

ich habe von einer Avalancheschaltung in einem Paper gelesen, die recht 
simpel ist und Hochspannungen schalten kann.
Dabei werden die FETs in Serie geschalten und Gate mit Source verbunden.
Wird der unterste FET geschalten,sollen laut Theorie aller anderen 
nachziehen und durchschalten.

Soweit so gut.
Hab das Ding mal aufgebaut (siehe Fotos) und in PU Lack eingegossen.
Jeder BUZ 80A kann 800V, Avalanche Effekt tritt laut Datenblatt bei 870V 
auf.
Ich hab die Schaltung mit 4,5kV versorgt (JP3 und JP4 als Masse), das 
enstpricht für jeden FET 750V.
Der unterste wird mit 5V bei 1Hz Rechteckssignal angesteuert (JP1 und 
JP2 als Masse).
Um einen Kurzen zu vermeiden ist zwischen JP3 und der 
Hochspannungsquelle eine Kette von Widerständen mit 10M.

Problem: Die Schaltung schaltet nicht.
Hat jemand eine Idee?
Angehängte Dateien:
Gast #3123485
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Kann ich dieses Papier auch irgendwo im Netz nachlesen?

Irgendwie paßt dieses Verhalten überhaupt nicht zu dem was ich mit 
MOSFETs an Erfahrungen gemacht habe. Bei Überspannungen verhalten sich 
diese kurzfristig wie Z-Dioden und langfristig bekommen sie Leckströme 
bis sie sich gar nicht mehr sperren lassen.
Gast #3123534
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Michael Spengler schrieb:
> IMG_1221.JPG  2,8 MB,
> IMG_1231.JPG, 3,5 MB

Findest du es nicht etwas übertrieben, die kompletten 10 Megapixel 
deiner Canon EOS 400D hier im Forum abzuladen. Mit
 - 2x2-Binning und
 - Mut zum rangehen, i.e. Beschränung des Bildes auf das Objekt
könntest du die gleiche Information mit 10% der Pixelanzahl 
rüberbringen. Für ein Elektronik-Forum um mal einen Lochrasteraufbau zu 
zeigen, reicht das allemal.
Gast #3123540
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Äh.... Ok....

Avalance-Transistoren sind etwas vollkommen anderes als MOSFETs wie die 
IRF-Typen.

Sie sind Bipolartransistoren die darauf optimiert wurden daß sie 
vielfach wiederholt in den zweiten
Durchbruch gebracht werden können.
Gast #3123669
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Da ihm noch keiner den sehr einfachen, grundsätzlichen Fehler 
geschrieben hat: die oberen Mosfets können nie durchschalten, weil ihr 
Gate fest auf Source gelegt ist. Google doch einfach mal z.B. nach 
"Kaskade Mosfet" o.ä., da gibt es einige Ansätze.
#3123695
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12345 schrieb:
> Da ihm noch keiner den sehr einfachen, grundsätzlichen Fehler
> geschrieben hat: die oberen Mosfets können nie durchschalten, weil ihr
> Gate fest auf Source gelegt ist. Google doch einfach mal z.B. nach
> "Kaskade Mosfet" o.ä., da gibt es einige Ansätze.



Na eben doch, das soll ja eben der Trick mit den Avalanche Transistoren
sein. Siehe Paper.
#3123698
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Klaus R. schrieb:
> Doch, hat jmd: "Avalance-Transistoren sind etwas vollkommen anderes als
> MOSFETs wie die IRF-Typen."
>
> 4,5kV über eine Lochrasterplatine...ou-ha :)
>
> Klaus.

Das ist heikel geht aber.
Bei 3kV hast nen überschlag über die Lötaugen.
Mit PU Lack gehts bis 7kV.
Die Spannung teilt sich ja auch über die 6 Transistoren, sodass zwischen 
den Pins ein paar Hundert Volt herrschen.
#3124294
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Aus genau welchem DB hast Du eigentlich die V(BR)DSS von 870V entnommen? 
In allen DBs die ich fand, stand immer nur 800V als "Min."-Wert (bei 
ID=250µA und VGS=0V).
Das könnte aber folgendes erklären: Mit individueller Bauteiltoleranz 
wären 5*870V=4350V für die 'Avalanche-Transistoren' (Q2...Q6) vielleicht 
noch nicht genug, um diesen Effekt ausnutzen zu können.
Evtl. bringt eine Reduzierung auf vier MOSFETs das gewünschte Resultat?! 
Dumm nur, dass dann 4*870V nur 3480V ergeben und der unterste 
Schalttransistor Q1 dann besser ein (mind.) 1200V-Typ sein sollte oder 
die ganze Serienschaltung befindet sich um 'Dauer-Avalanche-Zustand'. 
;-)

Übrigens, noch so ganz nebenbei: Die V(BR)DSS-Spannung hat einen pos. 
Temp.-Koeffizienten (etwa +0.6 V/K) und somit werden die 'kalten' 
MOSFETs früher 'Avalanchen' als im 'heißen' Zustand.
#3131796
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Michael_ schrieb:
> Hä?
> Was soll das?
> Leg einfach eine Spannung aus einem präzisen NT an deinen C.
> Fertig!
> Oder willst du mit Avalanche-Schaltungen experimentieren?


Wenn es dir dabei wohler ist, dann geht es mir um das Experimentieren 
mit Avalanche-Schaltungen ;).
Laden mit einem NT ist nicht drin.
Ich möchte Kondensatoren exakt laden und entladen und das mittels feste 
Spannungsquelle und PWM.
#3132597
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Michael Spengler schrieb:
> @ Raimund:
>
> Danke, das hat mich ein wenig weitergebracht.
> Die Schaltung schaltet, auch wenn es so aussieht, als würde nur einer
> der 4 FETs durchschalten.
> Es müssen auch nicht exakt 4kV sein. +/- 500V sind voll im Rahmen.

Aber genau das ist ja schon das Problem. Mit ±500V ist die Differenz zu 
groß als das man mit einer konkreten Anzahl von Avalanche-Transistoren 
das Schalten zuverlässig durchführen kann. Diese 1000V Differenz 
entscheiden leider darüber ob Du 1, 2 oder gar mehr Transistoren in der 
Kette benötigst, und dann kann die Sache entweder a) nie schalten, b) 
korrekt schalten oder c) immer durchgeschaltet sein (oder gar Deinen 
Schalttransistor 'himmeln'). Für das korrekte Schalten muss eine 
einigermaßen konstante Spannung anliegen und die V(BR)DSS der 
Transistoren möglichst genau bekannt sein (nachmessen ist hier wohl oder 
übel zwingend erforderlich) um die korrekte Anzahl der 
Avalanche-Transitoren bestimmen zu können und um ggf. die max. zul. 
Spannung über dem Schalttransistors nicht zu überschreiten!

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