Die richtige Kapazitätswerte für Spannungsvervielfacher wählen

[Fethi M. (ernd)]

Hallo,

Mein Zeil ist ein Spannungsvervielfacher mit Ltspice zu simulieren, von 
12--> ungefähr 2Kv, ich habe ein trafo 1:10 gewählt , also mein Ue ist 
120 v  rechnerisch brauche ich 9 stufen um 2 kv zu erreichen. mit f = 
100Khz und c1 = 20uf , c2....c18 = 1uf, mein C19 wird mit 2kv geladen 
und hat 500uf als wert, Ltspice braucht ewig zu simulieren und am ende 
bekomme ich ein Fehler Meldung dass nicht genug speicher zum rechnen 
gibt, ja selbstverständlich kann man Grössere Kapazitätswerte nehmen 
aber mein Ziel ist mit geringe Kapazitäten unter 35s 2kv zu bekommen. 
wie kann ich die richtige Kapazitätswerte für meine schaltung wählen und 
die 35 Sekunden nicht überschreite.

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

Fethi M. schrieb:
> also mein Ue ist 120 v

Falscher Ansatz.  Ich gehe mal davon aus, dass du für deine 2 kV keine
große Leistung brauchst.  Dann bietet es sich an, einen Sperrwandler
zu nehmen, dann macht dein 1:10-Trafo (so er genügend gute Isolation
zwischen den Lagen hat ;) die 2 kV auch direkt.

[Falk B. (falk)]

@Fethi Ms (ernd)

>Mein Zeil ist ein Spannungsvervielfacher mit Ltspice zu simulieren, von
>12--> ungefähr 2Kv, ich habe ein trafo 1:10 gewählt , also mein Ue ist
>120 v  rechnerisch brauche ich 9 stufen um 2 kv zu erreichen.

Stimmt soweit.

> mit f =
>100Khz und c1 = 20uf , c2....c18 = 1uf, mein C19 wird mit 2kv geladen
>und hat 500uf als wert, Ltspice braucht ewig zu simulieren und am ende
>bekomme ich ein Fehler Meldung dass nicht genug speicher zum rechnen
>gibt,

Naja, da stimmen möglicherweise ein paar Einstellungen bei der 
Transientenanalyse nicht.

> ja selbstverständlich kann man Grössere Kapazitätswerte nehmen
>aber mein Ziel ist mit geringe Kapazitäten unter 35s 2kv zu bekommen.

Das kann man aber einfacher abschätzen/simulieren. Lass man den C19 weg 
und pack dort einen Widerstand dran, damit kann man die Kennlinie deiner 
Kaskade simulieren, dazu braucht man nur ein paar Dutzend ms 
Simulationszeit. Dann sieht man, wieviel Strom deine Kaskade 
rausschieben kann.

>wie kann ich die richtige Kapazitätswerte für meine schaltung wählen und
>die 35 Sekunden nicht überschreite.

1u sind 100kHz viel zu viel. Da reichen 10nF locker. Rechne mal aus.

10nF haben bei 100 kHz ~ 160 Ohm, bei 120V fließen da knapp 1A in der 
untersten Stufe (Abschätzung!). Oben kommen dann ~100mA raus.

C = I * t / U
t = C * U / I = 500uF * 2kV / 0,1A = 10s

[Fethi M. (ernd)]

Jörg W. schrieb:
> Fethi M. schrieb:
>> also mein Ue ist 120 v
>
> Falscher Ansatz.  Ich gehe mal davon aus, dass du für deine 2 kV keine
> große Leistung brauchst.  Dann bietet es sich an, einen Sperrwandler
> zu nehmen, dann macht dein 1:10-Trafo (so er genügend gute Isolation
> zwischen den Lagen hat ;) die 2 kV auch direkt.

nein, mein Zeil ist von 12 bis 2Kv zu kommen, mit der benutzung von 
einer Cockroft-Walton (Greinacher )voltage multiplier Schlatung zu 
benutzen :),

also 12 V AC --> trafo 1:10---> 120 v ---> Spannungsvervielfacher  ----> 
2kv

[Fethi M. (ernd)]

danke das war ziemlich hilfreich :)



> Naja, da stimmen möglicherweise ein paar Einstellungen bei der
> Transientenanalyse nicht.

ich habe es nochmal probiert aber damit ich der 500uf Kondensator 
(möchte ich später als quelle benutzen) aufladen kann, dauert die 
Simulation ziemlich  lang und kommt am 600ms zu ende :/ kannst du mir 
vielleicht paar Transientenanalyse Verbesserungen vorschlagen

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

Lass doch einfach einen kleineren Kondensator simulieren.

500 µF bei 2 kV?  Suizid?

[Fethi M. (ernd)]

Jörg W. schrieb:
> Lass doch einfach einen kleineren Kondensator simulieren.
>
> 500 µF bei 2 kV?  Suizid?

was meinst du mit Suizid?

[ArnoR (Gast)]

Fethi M. schrieb:
> Mein Zeil ist ein Spannungsvervielfacher mit Ltspice zu simulieren, von
> 12--> ungefähr 2Kv, ich habe ein trafo 1:10 gewählt , also mein Ue ist
> 120 v  rechnerisch brauche ich 9 stufen um 2 kv zu erreichen. mit f =
> 100Khz und c1 = 20uf , c2....c18 = 1uf, mein C19 wird mit 2kv geladen
> und hat 500uf als wert

> ja selbstverständlich kann man Grössere Kapazitätswerte nehmen
> aber mein Ziel ist mit geringe Kapazitäten unter 35s 2kv zu bekommen.
> wie kann ich die richtige Kapazitätswerte für meine schaltung wählen und
> die 35 Sekunden nicht überschreite.

Du machst 2 Fehler:

1. benutzt du nur eine Vervielfacherkette für eine Richtung. Da das aber 
im Prinzip ein Einweggleichrichter ist, wo nur jede 2. Halbwelle 
nachgeladen wird, verschenkst du viel Zeit. Besser ist ein 
2-Weg-Vervielfacher, der in der Summe in jeder Halbwelle Ladung liefert 
und daher viel schneller ist. Außerdem ist die Welligkeit der 
hochgesetzten Spannung mit einem 2-Weg-Vervielfacher selbst mit viel 
kleineren Kondensatorwerten viel kleiner. (siehe Diagramm ohne Last)

2. benutzt du immer gleich große Kondensatoren. Da aber die Ladung eines 
quellennahen Kondensators auf nachfolgende zum Teil weitergereicht, also 
untereinander aufgeteilt wird, fährt man mit abehmenden Kapazitäten 
besser.

Im Anhang mal ein Vergleich deiner Schaltung (rote Kurven) mit meinem 
Vorschlag (grüne Kurven). In meiner Schaltung wird selbst bei sehr viel 
kleineren Kondensatoren der 500µF-Lastkondensator deutlich schneller 
aufgeladen als in deiner Version.

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

Fethi M. schrieb:
> was meinst du mit Suizid?

Dass der Kondensator eine Energie von sage und schreibe 1 kJ speichert,
bei einer Spannung, bei der selbst eine nur kurze Berührung letal ist.

[Fethi M. (ernd)]

keine sorge, die werte wurden nur für Simulation Zwecke gewählt :D

[ArnoR (Gast)]

Fethi M. schrieb:
> keine sorge, die werte wurden nur für Simulation Zwecke gewählt :D

Du wolltest uns also nur verarschen, ja? Na dann vergiss es einfach.

[Fethi M. (ernd)]

von einem 2-Weg-Vervielfacher habe ich noch nicht gehört, kannst du mir 
drüber
Literaturquellen empfehlen?

noch eine frage wie kann ich ein 2-Weg-Vervielfacher mit einem Trafo 
benutzen ?

[ArnoR (Gast)]

Fethi M. schrieb:
> von einem 2-Weg-Vervielfacher habe ich noch nicht gehört, kannst du mir
> drüber Literaturquellen empfehlen?

Nee kann ich nicht, hab ich mir vorhin überlegt. Wozu überhaupt 
Literatur? Wenn du den Einweg-Vervielfacher (Wikipedia) verstanden hast, 
dann auch den 2-Weg-Vfv. Ist doch dasselbe in grün (=mit umgekehrtem 
Vorzeichen).

> noch eine frage wie kann ich ein 2-Weg-Vervielfacher mit einem Trafo
> benutzen ?

Aber Schaltungen lesen kannst du? Ist in meiner doch zu sehen. Der Trafo 
muss sekundär erdfrei sein, falls die Last geerdet wird. Ist in meiner 
Schaltung genau umgekehrt gezeichnet. Wenn du das Massesymbol am Trafo 
(der Quelle in der Mitte) wegnimmst, kannst du es irgendwo hinsetzen.

[Fethi M. (ernd)]

alles klar danke.

eine letzte Frage welches Simulation Programm hast du verwendet?

[ArnoR (Gast)]

Fethi M. schrieb:
> welches Simulation Programm hast du verwendet?

TINA-TI, aber LTSpice kann das auch.