Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik schneller Kondensator Charger


von Walter L. (wallew)


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Hallo ihr juten,

ich bitte euch, mir einige Fragen zu klären, zum Thema: Schnelles 
Aufladen von Kondensatoren. Es geht darum, schnell pulsen zu können.
Die Entladung soll über eine Spule erfolgen (um mechanische Stöße von 
etwa 2J zu erzeugen), sodass die Entladezeit durch die Induktivität 
verlängert wird, je nachdem wie gedämpft das System ist.
Es soll möglich sein, eine Folge von solchen Stößen mit Zeitabständen 
von 100ms hinzukriegen.
Werden für das Aufladen üblicherweise Sperrwandler eingesetzt?

Wieso nimmt man nicht einfach ein Hochspannungsnetzteil, und legt am 
Kondensator eine Überspannung an, und schaltet rechtzeitig ab? Ist das 
im Prinzip das gleiche wie der Sperrwandler?

Ich dachte, es gäbe DIE ultimative Methode, Kondensatoren schleunigst 
voll zu kriegen. Wie wird das z.B. bei Pulslasern gemacht?

Ist das mit einer Kondensatorbank möglich, die mehrere Kondensatoren 
unabhängig voneinander lädt, und einzelne Kondensatoren bei Bedarf 
einzeln entlädt, und für den nächstens Stoß zum nächsten geladenen 
Kondensator switcht, während die anderen geladen werden? Ich bin mir 
aber nicht sicher, ob das viel hilft,die Stoßrate zu erhöhen, da die 
Kondensatoren so oder so irgendwie aufgeladen werden müssen. Aber diese 
Methode schafft zumindest einen Puffer.

von Possetitjel (Gast)


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James Clerk Actimel schrieb:

> Wieso nimmt man nicht einfach ein Hochspannungsnetzteil,
> und legt am Kondensator eine Überspannung an, und schaltet
> rechtzeitig ab?

Weil

a) Kondensatoren mit Strom geladen werden, und
b) nicht jedes Hochspannungsnetzteil 10 Kurzschlüsse/s liebt.

> Ich dachte, es gäbe DIE ultimative Methode, Kondensatoren
> schleunigst voll zu kriegen.

Sicher: Mit einer passenden Stromquelle.

Die darf natürlich gerne getaktet sein (und sollte in ihrer
Ausgangsspannung passend beschränkt sein).

> Ist das mit einer Kondensatorbank möglich, die mehrere
> Kondensatoren unabhängig voneinander lädt, und einzelne
> Kondensatoren bei Bedarf einzeln entlädt, und für den
> nächstens Stoß zum nächsten geladenen Kondensator switcht,
> während die anderen geladen werden?

Grundsätzlich schon, warum nicht?

Die Schalter könnten ein Problem werden; für die Kondensatoren
ist es natürlich schonender, weil sich die Belastung verteilt.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> James Clerk Actimel schrieb:
> Es geht darum, schnell pulsen zu können.
> Die Entladung soll über eine Spule erfolgen (um mechanische Stöße von
> etwa 2J zu erzeugen),
soll das eine Railgun werden, oder so was?

> Wieso nimmt man nicht einfach ein Hochspannungsnetzteil, und legt am
> Kondensator eine Überspannung an
Was soll das bringen? Die Überspannung würde durch den Kond. quasi 
kurzgeschlossen werden.

> und schaltet rechtzeitig ab?
Wie schon geschrieben wurde, braucht man ein NT, das die sehr niedrige 
Impedanz des Kond. verträgt. Eine Stromquellenschaltung wäre also 
optimal. Natürlich muß eine für den Kond. verträgliche 
Ladeschlußspannung vorgesehen sein.
> im Prinzip das gleiche wie der Sperrwandler?
Was hat das mit Sperrwandler zu tun.

> Ich dachte, es gäbe DIE ultimative Methode, Kondensatoren schleunigst
> voll zu kriegen.
Man kommt um die Physik nicht herum. Das Aufladen eines Kondesators 
bedeutet nix anders, als dass man Energie speichert. Will man das sehr 
schnell machen, braucht man eben eine hohe Leitung, weil
Leistung = Energie pro Zeiteinheit

>Wie wird das z.B. bei Pulslasern gemacht?
Auch die haben üblicherweise einen Speicher (Kondensator), der in den 
Pulspausen ausgeladen werden muß.

> Ist das mit einer Kondensatorbank möglich, die mehrere Kondensatoren
> unabhängig voneinander lädt, und einzelne Kondensatoren bei Bedarf
> einzeln entlädt, und für den nächstens Stoß zum nächsten geladenen
> Kondensator switcht, während die anderen geladen werden? Ich bin mir
> aber nicht sicher, ob das viel hilft,die Stoßrate zu erhöhen,da die
> Kondensatoren so oder so irgendwie aufgeladen werden müssen.
Eben, letzteres ist richtig.

> Aber diese Methode schafft zumindest einen Puffer.
Die Kondensatorbank ist der Puffer.
Gruß Öletronika

von foo (Gast)


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U. M. schrieb:
>>Wie wird das z.B. bei Pulslasern gemacht?
> Auch die haben üblicherweise einen Speicher (Kondensator), der in den
> Pulspausen ausgeladen werden muß.

Oft nimmt man als Energiespeicher Laufzeit- bzw. Verzögerungsleitungen.
Für kurze Impulse kann das auch mal ein einfaches Koaxkabel sein, das 
auf hohe Spannung aufgeladen wurde.

Für längere Impulse mit mehr Energie kann man Verzögerungsleitungen aus 
vielen hintereinander geschalteten LC-Gliedern (Kondensatoren und 
Induktivitäten) bauen.

Der Vorteil einer Vezögerungsleitung ist, dass die Impulsdauer durch die 
Laufzeit genau definiert ist, und dass auch die Höhe des Impulses durch 
die Spannung, den Wellenwiderstand der Leitung und den Lastwiderstand 
definiert wird und für die gesamte Impulsdauer konstant bleit.

von foo (Gast)


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James Clerk Actimel schrieb:
> (um mechanische Stöße von
> etwa 2J zu erzeugen), sodass die Entladezeit durch die Induktivität
> verlängert wird, je nachdem wie gedämpft das System ist.
> Es soll möglich sein, eine Folge von solchen Stößen mit Zeitabständen
> von 100ms hinzukriegen.

Das entspricht einer Ausgangsleistung von gerade einmal 20W.
Nicht gerade rekordverdächtig.

Über die dafür einzusetzende elektrische Leistung kann man nichts sagen, 
ausser, dass diese größer sein muss.
Das hängt vom Wirkungsgrad und damit von deiner Konstruktion ab.
Mit etwas Pech ist der Wirkungsgrad 0, und dann bekommst du überhaupt 
keine mechanische Leistung, sondern die gesamte eingesetzte elektrische 
Energie wird in Wärme verwandelt.

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