Hochspannungsgleichrichtung

Es gibt aus den älteren Fernsehern (ja, die Dinger mit der Bildröhre 
;-)) noch Dioden, die für 20 KV und mehr ausgelegt waren.
Die heißen dann TV18 oder TV20.

Ich hätte noch ein paar Stück da, NOS.

@ Henrik S. (henrik_s)

>Jetzt ist es ja bei Dioden so, dass sich die Sperrspannung nicht direkt
>mit der Anzahl der Dioden in Reihe vervielfacht,

Doch, aber dazu müssen die Dioden als Avalanche-Dioden gebaut sein. 
Diese wirken in Sperrrichtung wie Z-Dioden und symetrieren sich so.

>Meint ihr, dass man mit 20 dieser Dioden in Reihe 60kV gleichrichten
>kann?

Kann man.

Henrik S. schrieb:
> Dioden in Reihe ...
> ... sodass an der ersten Diode eine deutlich höhere
> Spannung abfällt als an denen dahinter.
Welches Denkmodell steckt hinter dieser Annahme? Woher "weiß" eine Diode 
in einer Reihenschaltung, dass sie "die Erste" ist?

Für 200kV/200mA habe ich auch schon mal 500 Stück 1N4007 erfolgreich 
hintereinander geschaltet. Das lief in der Röntgentherapie mehrere 
Jahre.

Hallo,
> Peter II schrieb:
> das kann nicht sein. Bei einer Reihenschaltung gibt keine "erste" Diode.
> Der Strom ist überall gleich.
das ist natürlich so, aber der Reverse currend ist bei Dioden nicht 
gleich.

Deshalb kann sich bei Reihenschaltungen der Spannungsabfall in 
Sperrrichtung recht ungleichmäßig über die einzelnen Dioden verteilen.
Um das zu vermeiden, kann man die Dioden selektieren oder reichlich 
Spannungsreserve einbauen oder hochohmige Widerstände parallel zu den 
Dioden schalten. Der Strom durch die parallelen R sollte dann mind. eine 
Größenordnung höher sein, als der max. Sperrstrom der Dioden.
Aspekte der Einsatztemp. und der Eigenerwärmung sind dabei natürlich 
auch zu beachten.
Gruß Öletronika

Matthias S. schrieb:
> Für 200kV/200mA habe ich auch schon mal 500 Stück 1N4007 erfolgreich
> hintereinander geschaltet. Das lief in der Röntgentherapie mehrere
> Jahre.

Ich habe 30 hintereinandergeschaltet für ca. 7KV und ca. 20mA, die habe
ich in einem Schrumpfschlauch zusammengeschlumpft und dann noch ein
Stück Gartenschlauch als mechanische Stabilisierung darüber, die Enden
mit Silikon dichtgemacht...


Wie hast Du 500 Stk. untergebracht?

Peter II schrieb:
> das kann nicht sein. Bei einer Reihenschaltung gibt keine "erste" Diode.
> Der Strom ist überall gleich.

Das Schaltbild mit ein paar Diödchen und Ladekondensator ist eben nur 
die halbe (oder noch kleinere) Wahrheit.

Bei solch hohen Spannungen spielen die Ladeströme für die 
Streukapazitäten der Diodenanschlüsse und Gehäuse schon eine große 
Rolle.
Gerade die Streukapazitäten zur Masse hin sorgen dann für erhebliche 
Unterschiede der Spannung an den einzelnen Dioden.
Noch schöner wirds dann, wenn man an Sprühentladungen denken muss.

>>>> das kann nicht sein. Bei einer Reihenschaltung gibt keine "erste" Diode.
>>>> Der Strom ist überall gleich.
>>>
>>> In einer idealen Welt. Simulier das ganze mal mit trr und
>>> Sperrschichtkapazität.

>auch dann gibt es keine erste Diode. Es gibt nur unterschiedliche
>Spannungen an den Dioden und das unabhängig von der physikalischen
>Reihenfolge der Dioden.

Richtig. trr und Sperrschicht-C sind überall gleich, damit sollte auch 
eine Simulation keine ungleiche Verteilung bringen (warum auch).

Es gibt aber einen anderen Effekt, der ungleich auf die Dioden wirkt, 
und zwar die parasitäre C zur Umgebung. Kann man sich als kleine Cs an 
jeder Diode richtung Masse vorstellen, womit es dann eine erste, zweite, 
... Diode gibt. Die erste Diode arbeitet (in Sperrrichtung) dann mit dem 
höchsten Spannungshub gegen eine zusätzliche parasitäre C an (die 
anderen Dioden sehen dann deutlich weniger Hub), und sieht dabei 
entsprechend der kapazitiven Spannungsteilung eine deutlich höhere 
Spannung (je nach Spanningsanstiegsgeschwindigkeit und C-Verhältnisse). 
Die parasitären Parallel-Cs sollten also nicht zu hoch werden.

Mani W. schrieb:
> Wie hast Du 500 Stk. untergebracht?

Die zu ersetzende Gleichrichterröhre hatte die Maße von etwa 80cm Länge 
und 70mm Durchmesser. Ich habe die 500 Dioden in einen Schlauch 
gefädelt, mit Silicalgel dotiert und sie dann über ein passendes Stück 
70er Abflussrohr gewickelt. Die Röhrensockel (besser Endstücke) lieferte 
eine durchgeknallte Originalröhre. Zwei der Originaldioden sind jetzt 
Dekoobjekte in meinem Garten.

Wir haben mal für einen "Gewittersimulator" 44kV gleichgerichtet an der 
uni. Dafür haben wir eine HTZ270H48K von Larontrol verwendet. Die gibt's 
auch bis 64kV.
Kostet allerdings schon so um die 800-1000€

Henrik S. schrieb:
> Jetzt ist es ja bei Dioden so, dass sich die Sperrspannung nicht direkt
> mit der Anzahl der Dioden in Reihe vervielfacht, da die Dioden ja nur
> einen kleinen reverse current durchlassen, sodass an der ersten Diode
> eine deutlich höhere Spannung abfällt als an denen dahinter.

Das ist doch Quatsch. Woher soll denn die erste Diode wissen, daß sie 
die erste ist ?

Die Sperrspannung verteilt sich nach dem Widerstandswert den die Dioden 
jeweils in Sperrrichtung haben, wie bei einer Reihenschaltung von 
(eventuell unterschiedlichen) Widerständen. Der Reststrom (bei einer 
bestimmten Spannung) ergibt doch auch bloss einen äquivalenten 
Widerstandswert.

60kV sind eher Röntgenstrahlung. Es ist ja nun nicht so, daß es solche 
Dioden nicht gäbe, nur nicht mehr im deindustrialisierten Deutschland
http://www.alibaba.com/product-detail/High-Voltage-Diode-40KV-50KV-60KV_60297279444.html?spm=a2700.7724857.29.48.nbvnZb

@  murksundschundausberlin (Gast)

Nomen est omen ;-)

>> als Avalanche-Dioden

>Meg-Ohm Widerstände Parallel tuns auch.....
>Das geht sogar mit 1N4007.....

Schön ist was anderes, u.a. wegen

"kann man die Dioden selektieren oder reichlich
Spannungsreserve einbauen oder hochohmige Widerstände parallel zu den
Dioden schalten. Der Strom durch die parallelen R sollte dann mind. eine
Größenordnung höher sein, als der max. Sperrstrom der Dioden."

Falk B. schrieb:
> Schön ist was anderes, u.a. wegen

Bäh

Das ist jahrhundertelang so gemacht worden, warum soll das
auf einmal schlecht sein.

Michael K. schrieb:
> Hier der Rückwärtsstrom einer 1n4007 über Temperatur und Sperrspannung.
> Man sieht das die sich von ganz alleine symetrieren solange das nicht
> extrem wird und die Temperatur gleich ist.

Das ist auch meine Erfahrung. Ich hatte damals bei der 200kV Diode über 
Parallelwiderstände nachgedacht, habs aber dann wieder verworfen. Das 
Ganze hat ja auch wie o.a., jahrelang funktioniert. Das einzige grosse 
Problem war der Anfahrwiderstand des HV Trafos, der böse Spikes erzeugt 
hat, die die ersten beiden Diodenexemplare zerstört haben. Nachdem diese 
per Kondensator geglättet waren, lief Nummer 3 - und zwar ohne 
Röntgenstrahlung und mit fantastischem Wirkungsgrad. Immerhin brauchte 
das vorherige 'Glühventil' 9V/10A alleine zum Heizen.

In gewissen Bereichen kann man was mit einer stinknormalen Glühbirne 
werden.

nimm ne 110V Birne (die Schrottmaxens ha'm grad welche)
betreib die mit 24V.

dann nach Prinzip Kathode/Anode den Glaskolben mit Alufolie umwickeln.
die Folie ist dann die Anode. Jetzt den Wackelsaft rauf geben.

An die Glühwendel den einen Pol und an die Alufolie den anderen.

das ist selbstverständlich keine Highpower-Lösung.
Aber doch, in gewissen Bereichen gehts, damit kann man Hochspannung 
gleichrichten.

@  Michael Knoelke (Firma: Knoelke Elektronik) (knoelke)

>> dazu müssen die Dioden als Avalanche-Dioden gebaut sein.
>> Diese wirken in Sperrrichtung wie Z-Dioden und symetrieren sich so.

>Hier der Rückwärtsstrom einer 1n4007 über Temperatur und Sperrspannung.
>Man sieht das die sich von ganz alleine symetrieren solange das nicht
>extrem wird und die Temperatur gleich ist.

[ ] Du kennst den Unterschied zwischen einer Bastellösung die bei gutem 
Wetter funktioniert und einer soliden Ingenieurslösung.

>Irgendwoe hinter den 100% Sperrsannung beginnt der expotentielle Anstieg
>der letzlich zum durchlegieren führt.

Eben das passiert bei Avalanchedioden nicht, wenn man den Strom 
begrenzt. Theoretisch kann JEDER Diode als Z-Diode jenseits ihrer 
Sperrspannung arbeiten, praktisch halten das nur Z-Dioden und 
Avalanchedioden dauerhaft aus, ohne Schaden zu nehmen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Avalanche-Diode

@  edgar S. (hbl333)

>> Schön ist was anderes, u.a. wegen

>Bäh

>Das ist jahrhundertelang so gemacht worden, warum soll das
>auf einmal schlecht sein.

Man hat auch tausende von Jahren in Höhlen gelebt und mit dem Faustkeil 
Mamuts zerlegt, was soll daran schlecht sein?

"Gleichrichterdioden vom Typ Avalanche weisen beim Rückwärtsdurchbruch, 
ähnlich Suppressordioden, ein spezifiziertes Verhalten auf, das im 
Datenblatt mit „surge reverse power dissipation“ angegeben wird. 
Gewöhnliche Gleichrichterdioden können dagegen „hot-spots“ in der 
Sperrschicht entwickeln und beschädigt werden."

Michael K. schrieb:
> Meine 'Basterlösung' ist seit vielen Jahren im Industriellen Einsatz in
> einem 300W / 20KV(peak) 30Khz SNT.

Meine Lösung war auch, wie oben geschrieben, viele Jahre im Einsatz, bis 
der Röntgendoktor in Pension ging. Und das waren eben sogar 200kV mit 
bis zu 200mA. Man sieht ja, was für ein Kawenzmann die originale Röhre 
war.
Hier liefs allerdings mit Netzfrequenz, weswegen ich ohne Bedenken die 
1N4007 verwenden konnte. Alle Dioden waren aber aus einer Charge.