HV-Generator 15 kV

Gast #3358210
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Moin,

für ESD-Vorversuche brauche ich einen Generator, der mir 15 kV erzeugt. 
Ich möchte damit eigentlich nur einen 150pF-Kondensator aufladen, der 
dann für die weiteren Tests verwendet wird. Das Aufladen darf auch ruhig 
eine Weile dauern.

Kann man so etwas mit einfachen Labormitteln selbst machen? Sprich, eine 
Art DC/DC-Wandler für's Labornetzteil?
Gast #3358353
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> Hast du eigentlich mal den Thread [...]
> welcher dir hier [...]
> vorgeschlagen wurde durchgelesen?

Natürlich! Allerdings möchte ich keine Experimente mit Piezoelementen 
aus Feuerzeugen oder mit zugekauften Pre-Compliance-Geräten machen, 
sondern exakt den erforderlichen Versuch durchführen.

> nö, das was Du brauchst ist ein normgerechter ESD-Generator der auch die
> richtige Kurvenform erzeugt. Alles andere ist Spielerei.

Wie "normgerecht"? Die einzig für mich relevante Norm ist in diesem Fall 
die DO-160E, und dafür brauche ich lediglich ein Netzteil, das mir 
konstante 15 kV bereitstellt. Die weiteren Vorrichtungen und der 
Versuchsaufbau ab dem Netzteil sind dort beschrieben und mit vorhandenen 
Mitteln nachbaubar. Die Kurvenform ergibt sich aus dem Versuch und wird 
nicht von einem Generator definiert erzeugt.
#3358387
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Kleiner Royer-Converter, der ca. 400Vp bei um die 100 kHz erzeugt. 
Dahinter eine Diodenkaskade. Been there, done that. Einfacher geht es 
kaum. Schaltplan siehe Artikel.

C2= 68nF
R1 = 1k2

Als Trafo hab ich einen P26 Schalenkern mit einem AL Wert von 400nH/N^2 
genommen, 2x12 Windungen primärseitig, 1x1 Windung für die 
Steuerwicklung, 180 Windungen sekundär. Passt.
Gast #3358411
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Ey,

du hast eine Schaltung entwickelt, die du nach einer bestimmten 
EMV/ESD-Norm qualifizieren sollst. Dafür gibt es es Messmittel, die 
genau diese Normen einhalten (jaja, Lobby usw...).
Dafür, dass die Norm eingehalten wird, unterschreibt dein 
Abteilungsleiter im Rahmen der CE-Zertifizierung. Also geh zu ihm hin 
und lass dir die Bedarfsanforderung für die entsprechenden Messmittel 
ebenfalls unterschreiben. Notfalls mit Stärkung durch die Abteilung QS.
Und so teuer ist eine ESD-Pistole auch nicht.

Alles andere ist nur Frickelei und wär mir die Zeit nicht Wert.

Beste Grüße, Marek
Gast #3358412
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DO160E-Neuling schrieb:
> Wie "normgerecht"?

DO160:
25     Electrostatic Discharge (ESD).  This requirement is very similar 
to the commercial ESD requirement.  It uses the same human body model 
specified by IEC/EN 61000-4-2, which consists of a 150 pF energy storage 
capacitor and a 330 Ω series resistor.  Both direct and indirect 
discharges are specified for positive and negative polarities at a level 
of 15 kV.

Sorry, Dir fehlen einfach Kenntnisse. So wie Anja es beschreibt ist es 
Fakt.
Gast #3358510
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Danke Falk, das hilft.

Marek, EMC: Lest ihr eigentlich, um was es geht? Es geht NICHT um 
CE-Zertifizierung, die ist uns total egal. Es geht auch nicht um IEC/EN 
61000-4-2, sondern nur um DO-160E. Die liegt vor mir, beschreibt den 
Versuchsaufbau abschließend und nimmt im ESD-Kapitel keinerlei Bezug auf 
irgendwelche andere Industrienormen. Mag sein, dass die Kombination 150 
pf / 330 Ohm einem Modell entspricht, das auch in anderen Normen 
Anwendung findet. Daraus aber abzuleiten, ich hätte keine Ahnung und 
bräuchte einen ESD-Generator mit definierter Kurvenform, ist etwas 
abenteuerlich.
#3358513
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@ Harald Wilhelms (wilhelms)

>Ist der dann von der Leistung her so stark begrenzt, das man nicht
>gleich tot neben liegen bleibt? (Okay, hängt auch von der Kapazität
>der Ladekondensatoren ab.)

Hab ich nicht getestet, aber wenn man die Kondensatoren klein genug, den 
Koppelfaktor im Trafo niedrig und noch einen extra HV-Widerstand am 
Ausgang spendiert, ist das ganze nicht mehr als eine Kribbelmaschine ;-)
Gast #3358564
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@EMC: Nicht alles, was man von irgendeiner Homepage abschreibt, ist 
automatisch richtig, und es macht einen auch nicht zu einem Fachmann. 
Wie gesagt, ich habe die Norm vor mir liegen, in den drei letzten 
Versionen (-E, -F und -G). Und es ist definitiv keine bestimmte 
Kurvenform vorgeschrieben. Und ich teste nicht nach IEC/EN 61000-4-2 und 
werde auch keine CE-Konformitätserklärung für das Produkt erstellen 
müssen.

Dass dieses mein erster ESD-Test ist und ich Fragen dazu habe, heißt 
nicht automatisch, dass ich völlig ahnungslos bin.
#3358639
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DO160E-Neuling schrieb:
> Und es ist definitiv keine bestimmte
> Kurvenform vorgeschrieben. Und ich teste nicht nach IEC/EN 61000-4-2

Na dann schraub doch mal eine ESD-Testpistole für IEC/EN 61000-4-2 auf 
schau, ob Du da nen "Kurvenformer" drin eingebaut findest. Du wirst 
vergeblich suchen.

Die Kurvenform wird nämlich durch Kondensator, Widerstand und 
Anfangsspannung bestimmt.

Und wie EMC bereits zitiert hat, gibt es da zwischen Deiner DO160 und 
IEC/EN 61000-4-2 keinen Unterschied. Wenn Du also für die Vorabtests 
sauber definierte Bedingungen haben willst, dann dürfte der einfachste 
Weg sein eine normale ESD-Pistole für IEC/EN 61000-4-2 anzuschaffen. 
Kostet halt.

Wenn Du bei dem Vorabtest mit etwas Unsicherheit leben kannst, dann 
wären die in dem verlinkten Thread angesprochenen "Hausmittel" 
vielleicht eine günstigere Alternative.
#3358918
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Auch die Hersteller der ESD-Pistolen kochen nur mit Wasser... Wenn das 
Modell eine Kapazität von 150pF mit einem Serienwiderstand von 330Ohm, 
geladen auf 15kV vorgibt, dann wird das wohl so auch in einer solchen 
ESD-Pistole verbaut sein.
Dieser Ausgangskondensator muss dann nur noch entsprechend geladen 
werden. Wenn man es so auslegt, dass die Schaltung vier Impulse voller 
Energie pro Sekunde abgeben können soll, kommt eben ein ~300MOhm 
Widerstand zwischen Spannungquelle und Ausgangskondensator. Die 
15kV-Quelle muss dann entsprechend max. 50µA liefern - 750mW.
Ein Potential von 15kV wird schon 'ekelhaft' was den Umgang anbelangt. 
So einfach mal einen Trafo selbst wickeln für solche Spannungen wird 
nichts - eine Kaskade ist allerdings auch ohne großartige Vorkenntnisse 
was Designs mit Hochspannung angeht realistisch - wenn man sich 
entsprechend einarbeitet.

Die für den hier diskutierten Fall praktibabelste Möglichkeit sehe ich 
in der Anschaffung eines kleinen 15kV-Wandlers von EMCO:
http://www.emcohighvoltage.com/
...die Dinger kosten nicht die Welt und der TO muss sich nicht um die 
Erzeugung der Hochspannung kümmern - der 300MOhm Ladewiderstand isoliert 
den Wandler auch entsprechend Impulsströmen, die ihn selbst gefährlich 
werden könnten. Dazu noch ein Pufferkondensator oder ein Tiefpass und 
der Wandler ist sicher.
Die EMCO-Wandler ansich kann ich nur empfehlen. Machen einfach das was 
sie sollen, bereiten wenig Ärger und der Hersteller ist auch angenehm im 
Umgang.

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