Hallo liebes Forum, im Zuge meines Thesis setze ich mich mit einer Schaltung auseinander mit der es möglich sein soll 1500V und 8A zu schalten. Würde mich sehr freuen, wenn ihr mir euren Senf hinzugeben könntet, ob das so wie aufgebaut funktionieren kann. Ein Paar Infos: -Es soll möglich sein, über A1 und A2 bis zu 1500V AC/DC und 8A zu schalten (nicht gleichzeigt). -Relaiskontakte in Reihe um geforderten Spannungsabstand zu gewährleisten. Relais deswegen, um eine möglichst niederohmige Verbindung herzustellen (zwingend nötig). -Die MOSFETs (STP15N80K5, Q1-Q4). Um K1 nicht unter Last zu schalten (Schutz der Kontakte). Antiparallel wegen AC und das ganze doppelt weil sie "nur" bis 800V gehen. -OK1, OK2 und Galv. getrennter DC-DC-Wandler (V1) um Steuerkreis sicher vom Lastkreis zu trennen. Habe auch mal die Datenblätter angehängt, falls jemand gucken möchte, ob die Dimensionierung hin haut :) Gruß Addi Danke schon mal für euer Feedback
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Was mir auf die Schnelle auffällt: Ist dir bewusst, dass du Q2 und Q3 über gnd_hv kurzgeschlossen/überbrückt hast? Am ULN passen Ein- und Ausgang nicht zusammen. Warum benötigst du bei 8A so eine niederohmige Verbindung? Verwende doch komplett Mosfets/IGBTs statt des Relais, dann hast du keine Probleme mit Kontaktwiderständen.
Markus M. schrieb: > Ist dir bewusst, dass du Q2 und Q3 über gnd_hv > kurzgeschlossen/überbrückt hast? So isset. Deswegen würde sich die Spannungsfestigkeit der FETs nicht addieren, wie Addi es vielleicht gehofft hat. Zu den bereits erwähnten Mängeln: über den Optkoppler kannst man die FETs zwar einschalten, aber es gibt keine Möglichkeit sie wieder auszuschalten.
In dem Datenblatt steht was von P total= 190W, schon mal nachgerechnet, 1500V und 8A?
Werner H. schrieb: > In dem Datenblatt steht was von P total= 190W, schon mal nachgerechnet, > 1500V und 8A? Und was willst Du mit P total ausdrücken?
Addi J. schrieb: > wenn ihr mir euren Senf hinzugeben könntet, ob das so wie aufgebaut > funktionieren kann. Nein. Du brauchst 2 HV Versorgungen. Und man sollte die MOSFETs nicht nur über den Optokopplertransistor einschalten können, sondern sie auch ausschalten können, also das Gate entladen. Dein erster Versuch mit MOSFETs zu arbeiten ? Beachte bei 1500V dass ein schnell geschalteter MOSFET eine gigantische dU/dt bekommt, z.B. 10000V/us und das einerseits die MOSFETs zerstört dann über die Gate-Drain Kapazität in den Ansteuerkreis rückkoppelt, und starke EMV Störungen verursacht. Beachte weiterhin, dass deine Schaltung keine Massnahme enthält, damit sich die Sperrspannung gleichmässig auf die MOSFETs aufteilt, ein Spannungsteiler aus Widerständen und für den HF Teil Kondensatoren wäre hilfreich. Das Relais hallte ich für überflüssig.
MaWin schrieb: > damit sich die Sperrspannung gleichmässig auf die MOSFETs aufteilt Das ist mindestens beim Ein- und Ausschalten niemals gegeben. Denn mit 100% Sicherheit werden die Fets nicht gleichzeitig umschalten. > Beachte bei 1500V dass ein schnell geschalteter MOSFET eine gigantische > dU/dt bekommt, z.B. 10000V/us und das einerseits die MOSFETs zerstört > dann über die Gate-Drain Kapazität in den Ansteuerkreis rückkoppelt, und > starke EMV Störungen verursacht. Ich bin mir auch sicher, dass da bis zum praktischen Gerät (abgesehen von den fehlenden "Mosfet-Gate-Entladewiderständen") noch ein paar Spulen und Kondensatoren fehlen. Ich würde auf jeden Fall empfehlen, die Versorgungsspannung langsam höher zu drehen und nicht mit dem Prototypen gleich eine 12kW Quelle schalten zu wollen...
Lothar M. schrieb: > Das ist mindestens beim Ein- und Ausschalten niemals gegeben. Daher Kondensatoren in den Spannungsteiler, die verbessern die Spannungsaufteilung in den Transienten.
Besorg dir für erste Versuche mal LTspice und modelle von hv-mosfets/-igbts und simuliere ein wenig, das hilft mir meistens ganz gut.
Addi J. schrieb: > Danke schon mal für euer Feedback Vielleicht von Interesse.... könnte ja sein daß Du da Anregungen erlesen kannst. MiWi
Michael B. schrieb: > ek13 schrieb: > Wäre vielleicht einfacher als HV Schalter > > Schaltet der auch Wechselspannung ? na klar, mit einer Graetzbrücke davor...
Addi J. schrieb: > -Relaiskontakte in Reihe um geforderten Spannungsabstand zu > gewährleisten. Relais deswegen, um eine möglichst niederohmige > Verbindung herzustellen (zwingend nötig). Nenn mal die Bezeichnung des Relais für 1500V/8A DC.
Fehlt mal wieder das wichtigste. Gehts ums Einschalten oder Ausschalten? Wie sieht die Last aus? Mit Relais kann man induktive Lasten direkt recht problemlos einschalten aber nicht ausschalten. Mit Mosfets oder IGBT hast Du das gleiche SOAR und Avalanche Problem beim Ausschalten. Einschalten ist nur bei kapazitativen Lasten problematisch. Also etwas mehr zu der Story bevor man hier wirklich helfen kann.
Wow, danke für die Menge an Antworten/Anregungen :) Bevor ich zu den einzelnen Vorschlägen doofe Fragen stelle, versuche ich mich erst etwas in die genannten Themen auseinander zu setzen. Aber schon mal ein paar offenen Fragen: -Das Ganze soll eine Widerstandsdekade werden. Der gezeigt Teil soll dann den eingedellten Wdst. nach außen schalten. Somit werden hauptsächlich Ohmsche Lasten geschaltet. Allerdings können natürlich auch noch Kapazitäten und Induktivitäten von Außen an die Dekade angelegt werden. -Verbindung muss deswegen so niederohmig wie möglich sein um auch kleine Widerstände relativ genau einstellen zu können. -Schaltgeschwindigkeit spielt keine Rolle -1500V und 8A sollen nicht Gleichzeitig möglich sein. Aber beides bei Beachtung der entsprechenden Leistungsgrenzen der verbauten Komponenten. Mekde mich bald wieder ;)
> Schaltgeschwindigkeit spielt keine Rolle
Doch mit Sicherheit. Denn wenn du zu schnell schaltest, sterben deine
Transistoren wegen der Spannungswechsel. Und wenn du zu langsam
schaltest, überhitzen sie.
Sind die 1500V der normale Betriebsfall oder eine Sandsackspec.? Widerstände sind das harmloseste, das Du mit Relais schalten kannst. Mit den Leckströmen der Mosfets handelst Du dir jede Menge Ungenauigkeiten ein. Wieviel Millionen mal soll den geschaltet werden, das sich der Aufwand lohnt?
@stefanus: So war das nicht gemeint. Ich meinte, das es für die Anwendung keine Rolle spielt. Die Anregung von MaWin diesbezüglich waren mir nicht bewusst und werde es natürlich berücksichtigen, so dass sich die Zeiten entsprechend der Anforderungen ergeben. @chris111: 1500V wird eher die Ausnahme sein. Es sollte aber eine universelle Dekade werden von Kleinspannungen bis 1,5kV eben .Um vom Widerstandswert so klein wie möglich zu werden und auch auf dauer zu bleiben, möchte ich Relais mit Goldkontakten verwenden. Und wenn diese selbst nur einmal mit größeren Spannungen geschaltet werden, kann diese Beschichtung dabei drauf gehen (laut meinen Informationen). Deswegen der ganze Aufwand. Der Bypass könnte aber ja ebenso mechanisch unterbrochen werden um das Problem mit den Leckströmen zu umgehen.
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