Hallo Forum User,
folgede Frage beschäftigt mich schon seit einiger Zeit, zu der ich hier
gerne Ideen und Informationen Austausche würde.
Wäre es prinzipjell möglich eine Doppel-H Brücke aus Arrays von
Mosfest's zu bauen, die Ströme zwischen 25-50kA schalten kann?
Es geht um Pulse, ein gezielter Kurzschluss bei ca. 60V für einen
Zeitraum von ns. Anwendung wäre eine Kupferschleife, die so in einem
extrem kurzen Zeitraum extrem hohe Magnetische Felder aufbauen würde.
Da kein Netzteil der Welt diese Ströme zur Verfügung stellen kann wäre
die Stromversorgung durch Elko's zu realisieren.
Die Frage die sich hier stellt, was wäre hierfür nötig? Die Angaben über
maximale Belastungen von Mosfets aus den Datenblättern kann man fast
vergessen, da es dabei um Sekunden geht.
Ich bin über den Verlauf dieses Beitrags gespannt.
Gruß,
David
In den Datenblättern steht auch drin, wie sich die Erwärmung bei kurzen
Pulsen einstellt.
Wegen dem positiven Temp Koeffizienten sollte man die thermisch koppeln.
Bei den Strömen am besten durch Montage auf dickes Alublech.
Dadurch dass es nur Pulse werden, sinken die Anforderungen an die
thermische Kopplung allerdings wieder. Die Wärme hat ja Zeit, sich
auszubreiten.
Die kleinen Details wie die riesige Freilaufdiode sind viel spannender
als die FETs selbst ;)
David schrieb:> Es geht um Pulse, ein gezielter Kurzschluss bei ca. 60V für einen> Zeitraum von ns. Anwendung wäre eine Kupferschleife, die so in einem> extrem kurzen Zeitraum extrem hohe Magnetische Felder aufbauen würde.
Coin Shrinking?
David schrieb:> Da kein Netzteil der Welt diese Ströme zur Verfügung stellen kann wäre> die Stromversorgung durch Elko's zu realisieren.
Viel Spass. Da brauchst du eine hohe Spannung. schon bei 10mOhm brauchst
du 500V für 50kA. Für "ns" brauchst du entweder noch viel mehr Spannung
oder einen extermst niederimpedanten Aufbau. Schon 1nH ist da viel. 1nH
ist schon ein IC-Bein. Fast.
Elkos haben einen recht hohen ESL, und werden kene ns-Impulse liefern
können.
Nein, mit Elkos wird das nichts.
Wie stellst du dir das überhaut vor? Ich meine, dein FET muss einen
RDSON von <10mOhm haben, aber >500V in wenigen ns schalten können?
Standardtypen werden das wohl nicht.
Kuck mal bei CREE oder ST, die haben SIC-MOSFET. Villeicht wird damit
was. So 1,5kV aus einem Kerko-Array schalten oder so.
Einfach oder billig wird das nicht :-)
Sascha_ schrieb:> Die kleinen Details
Einweiteres kleines Detail ist der Aufbau,
David schrieb:> eine Kupferschleife
dürfte schon alleine eine so hohe Induktivität haben, daß man mit 60V
nie und nimmer einen Stromimpuls von >10 kA in wenigen ns erzeugen kann.
Deshalb wird für solche Stromstoßgeneratoren eigentlich immer eine
entsprechend hohe Spannung genommen.
Das netteste kleine Detail dürften dann auch die passenden "Elkos" sein,
zum einen wegen Innenwiderstand und niedrige Induktivität, zum anderen
wegen der notwendigen Impulsbelastbarkeit.
Hallo David,
keine Elkos.
2..3 Bierkisten mit PET-Flaschen als Leydenerflaschen.
Und immer schön vorsichtig. Diese Basteleien könne im Fehlerfall tödlich
enden.
gatsby
Hallo zusammen,
das mit den Antworten ging ja flott! Coinschrinking ist ja eine coole
Sache, kannte ich bisher noch nicht. Danke dafür.
Mir sind die Probleme bewusst, die Antworten nichts neues.
Die Thematik die mich dabei beschäftigt: So eine Anlage wurde schon
einmal gebaut. Ich habe eine Patentschrift gefunden, die den Aufbau
einer solchen Anlage beschreibt und diese Arbeitet mit unter 60V.
Die Ströme habe ich dabei selbst überschlagen bei dem Wiederstand einer
Schleife, Drahtdurchmesser 1mm bei 100mm Länge...
Zitat:
Der Umschalter der Impulsstromquelle hat die
Form einer H-Brücke. (...)Als Schalter in der H-Brücke werden bevorzugt
MOS-Transistoren eingesetzt, wobei alle Schalter
aus einer gleich großen Anzahl von parallel geschalteten
MOS-Transistoren bestehen sollen. (...) Wichtig ist, daß der
kompakte Aufbau der Anordnung zu so geringen Induktivitäten
im Stromkreis führt, daß der Strom durch den
geformten Stromleiter in einigen Zehnteln einer Mikrosekunde
auf seinen Maximalwert ansteigt. So können
durch ein Signal aus der Steuereinheit die MOS-Transistoren
wenige Mikrosekunden nach Beginn des Stromimpulses
wieder gesperrt werden,(...). (...) So können
kostengünstige Elektrolytkondensatoren eingesetzt
werden, die eine hohe Kapazität pro Volumen aufweisen
und so den kompakten Aufbau der gesamten Anordnung
und deren geringe Ausdehnung unterstützen. (...) Als Betriebsspannung
sind Spannungen im Niederspannungsbereich von weniger als 60 V
ausreichend.Wegen dieser geringen Spannung und der
Verwendbarkeit von Elkos 6 ist das für die erforderliche
Kapazität benötigte Volumen besonders gering, was der
Niederohmigkeit des Stromkreises entgegenkommt.
Zitatende
Zu finden hier:
http://google.com/patents/WO2000054293A1?cl=de&hl=de
Wie wurde das bewerkstelligt? Ich stelle mir die Herausforderung und die
Probleme zu groß vor.
Also ich würde ja die Fachkenntnis von Patenteinreichern nicht
überschätzen:
http://www.google.de/patents/EP2607686A2?cl=de
Auch ganz großes Kino war das Benzinaggregat-betriebene Elektroauto. Ein
Benzinaggregat braucht bekanntlich 1l/h. Ergo braucht das Auto dann
1l/h. Bei 100km/h macht das 1l/100km.
Mit grandiosen Zeichnungen mit dem MS Paint Rechteck-Tool.
David schrieb:> Die Ströme habe ich dabei selbst überschlagen bei dem Wiederstand einer> Schleife, Drahtdurchmesser 1mm bei 100mm Länge...
Du willst 60V * 25kA durch einen 1mm Draht jagen?
das sind 1.5MW, bei 10ns = 0,015Joule
das geht?
Also. die 100mm Draht waeren 100nH. Zuleitungen haben wir keine (!). Die
Stromanstiegszeit waere dann 10MA/s/V, in einer Mikrosekunde sind's
dann nur noch 10A/V. Das waeren bei 60V dann 600A, Aufladung der Spule,
wenn wir dann abschalten dauert's nochmals so lange.
Dann kommt noch der Ohmsch Widerstand, des Drahtes. Nehmen wir 1mm^2,
ergibt 1.7mOhm. Auch wieder ohne Zuleitungen. Bei 60V ergibt das dann
einen Kurzschlussstrom von 36kA, im DC Fall, alles ideal.
Nur die Anstiegszeit auf diese 36kA wuerde ohne Widerstand eben 60us
dauern.
Ich habe schon so ein Experiment gesehen. Allerdings mit ein paar duzend
kV, aus einem koffergrossen Kondenser. Der Draht hat sich in einer
Plasmawolke verfluechtigt.
Wir hatten in der FH dass mal mit einer größeren Elko Bank
durchgespielt.
Bis 200 V Ladespannung. Schweißstrecke mit Kabel waren noch 80 mOhm.
Über 2,5 kA sind wir nicht gekommen. Als Schalter hatten wir einen
Mittelspannungschalter, Vakkum, genommen.
Der ging bis 60 kA.
Zum Schweißen war die Zeit noch etwas zu lange. Aber mit noch hören
Spannungen hatte wir ins Hochspannungslabor gemusst.
Und neue Folienkondies kaufen.
-> eingestellt.
Bei den Mosfets gibts Avalach Angaben, die kannst du für die
Pulsbelastungen hernehmen.
Gruß
Ryven
