Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie treibt man am besten Kapazitive Lasten?


von Gee (Gast)


Lesenswert?

Wie treibt man am besten Kapazitive Lasten mit einer MOSFET Vollbrücke 
bei einer Frequenz von etwa 199kHz. Die Last ist über einen Trafo (mit 
HF Litze gewickelt) an die Vollbrücke angekoppelt. Das ganze 
Funktioniert zuverlässig bis etwa 150kHz. Aber bei 199kHz fliegen schon 
nach etwa 1s die Mosfets. Die Mosfets sind SiC MOSFETS. Tot Zeiten 
stimmen.. ich denke das Problem liegt bei den zu hohen Spitzenstrom beim 
Umladen der Lastkapazität (68nF). Habe daraufhin eine Spule mit etwa 
15µH zwischen Trafo und Vollbrücke gehangen um den Strom zu Begrenzen, 
leider ohne den gewünschten Erfolg. Gibt es noch irgend einen Kniff den 
man da anwenden kann?

: Verschoben durch Admin
von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

vielleicht als Teil eines Schwingkreises bei einer definierten Frequenz.

von Teo D. (teoderix)


Lesenswert?

Ferrite an den Gates? Ohne schwingt das beim Umschalten im zweistelligen 
MHz-Bereich.

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Teo D. schrieb:
> Ferrite an den Gates? Ohne schwingt das beim Umschalten im
> zweistelligen
> MHz-Bereich.

Das wid nicht das Problem sein, die Treiber sitzen keine 2cm von den 
Gates entfernt und das Signal sieht auch unter Last "makelos" aus.

Wenn ich eine Ohmsche Last ranhänge sind selbst 400kHz kein Problem und 
die Mosfets werden nicht warm trotzt einiger hundert Watt Schaltleistung

von Frequenz (Gast)


Lesenswert?

Hi,

bei einem Serienschwingkreis verschwindet bei der Resonanzfrequenz der 
Blindwiderstand komplett und es bleibt einzig der Realanteil. Dieser 
Realanteil besteht dann aus dem ohmschen Widerstand der Spule und der 
Anschlussleitungen des Kondensators.

Bin mir nicht sicher, ob man diesen Umstand auf das vorliegende Problem 
schlüssig anwenden kann. Ich bitte hier andere um Korrektur oder 
Bestätigung.

von Frequenz (Gast)


Lesenswert?

Nachtrag: Könnte hier die Spannungsüberhöhung auch eine Rolle spielen?

von Frequenz (Gast)


Lesenswert?

PS: Du kannst das Ganze ja mal mit (zb. mit LT-Spice) simulieren.

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Frequenz schrieb:
> Nachtrag: Könnte hier die Spannungsüberhöhung auch eine Rolle
> spielen?

Ja das wäre denkbar.. werde das mal am Oszi prüfen

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Frequenz schrieb:
> Hi,
>
> bei einem Serienschwingkreis verschwindet bei der Resonanzfrequenz der
> Blindwiderstand komplett und es bleibt einzig der Realanteil. Dieser
> Realanteil besteht dann aus dem ohmschen Widerstand der Spule und der
> Anschlussleitungen des Kondensators.
>
> Bin mir nicht sicher, ob man diesen Umstand auf das vorliegende Problem
> schlüssig anwenden kann. Ich bitte hier andere um Korrektur oder
> Bestätigung.

Es handelt sich hierbei aber nicht um einen altertümlichen Schwingkreis 
der auf Resonanz eingestellt ist sondern um direkt angetriebene Mosfets 
mittels Controller. Alle vier werden mit dicken Treibern angetrieben die 
jeweils 12A Spitzenstom liefern könnten, die werden nicht mal warm bei 
einer Gate Kapazität von nur 900pF.

von Achim S. (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> Es handelt sich hierbei aber nicht um einen altertümlichen Schwingkreis

????

Ob altertümlich oder nicht: wenn du vor deine 68nF-Lastkapazität eine 
15µH-Spule baust, dann baust du damit natürlich einen Schwingkreis. Und 
wenn du den bei der Resonanzfrequenz betreibst, dann hast du - wie von 
Frequenz beschrieben - deutlich größere Ströme, als wenn du die 
Kapazität alleine als Last hättest. Die 15µH-Spule war von dir zur 
Stromreduktion gedacht, aber durch den Serienschwingkreis kann sie genau 
den gegenteiligen Effekt haben.

Wie der Trafo noch mit reinspielt, ist aus deiner bisherigen 
Beschreibung nur schwer nachzuvollziehen. Ein gezeichneter Schaltplan 
(mit Angaben zu den Transformatorparametern) wäre wesentlich klarer als 
die bisherige Beschreibung per Text.

von Frequenz (Gast)


Lesenswert?

hi nochmal,

Die Resonanzfrequenz bei 15H & 68nF liegt bei etwa 160Khz

Da Kapazitäten viel Toleranz haben (und die Spule eh) kommen also auch 
199KHz sehr gut in Frage...

von Frequenz (Gast)


Lesenswert?

ich meine natürlich uH ;)

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Achim S. schrieb:

> Ob altertümlich oder nicht: wenn du vor deine 68nF-Lastkapazität eine
> 15µH-Spule baust, dann baust du damit natürlich einen Schwingkreis. Und
> wenn du den bei der Resonanzfrequenz betreibst, dann hast du - wie von
> Frequenz beschrieben - deutlich größere Ströme, als wenn du die
> Kapazität alleine als Last hättest. Die 15µH-Spule war von dir zur
> Stromreduktion gedacht, aber durch den Serienschwingkreis kann sie genau
> den gegenteiligen Effekt haben.
>
> Wie der Trafo noch mit reinspielt, ist aus deiner bisherigen
> Beschreibung nur schwer nachzuvollziehen. Ein gezeichneter Schaltplan
> (mit Angaben zu den Transformatorparametern) wäre wesentlich klarer als
> die bisherige Beschreibung per Text.

Achso ok das war damit gemeint.. ja wie gesagt auch ohne Spule funzt es 
nicht, der Resonanzstrom ist es sicher nicht

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Der Trafo ist ein E65 mit 1,5mm Luftspalt und N87 Kernmaterial N1=20 
N2=30. Die Induktivität liegt im mH Bereich.. Wie gesagt ein 
Resonanzproblem kann man da Ausschließen bei der Frequenz

von RoGerZ (Gast)


Lesenswert?

Frequenz schrieb:
> Die Resonanzfrequenz bei 15H & 68nF liegt bei etwa 160Khz
>
> Da Kapazitäten viel Toleranz haben (und die Spule eh) kommen also auch
> 199KHz sehr gut in Frage...

... das scheint aber nicht die Ursache zu sein, denn es knallt ja schon 
bei 199kHz OHNE die zusätzlichen 15µH.
Ich spekuliere mal (TO schreibt nichts dazu): MIT den 15µH wir die 
Schaltung schon bei kleineren Frequenzen kritisch...(?)

Ich sehe da ehr den Trafo in Verdacht - speziell dessen 
Streuinduktivität.
Die müsste rechnerisch bei ca. 10µH bezogen auf die Sekundärseite liegen 
(199kHz Resonanz) ...Hf-Litze sehe halte ich hier noch nicht für nötig.

Wie ist der Trafo aufgebaut?
... Ferritkern? ... Baugröße? ... Über-/Untersetzung?

Bei welcher Zwischenkreisspannung arbeitet die Schaltung?
Welche SiC-Typen werden eingesetzt?

Trafos mit kleiner Streuinduktivität erhält man mit Ringkernen aus 
nanokristallinen Materialien (z.B. VITROPERM von VAC) -> hohe 
Permeabilität und dadurch wenige Windungen nötig.

von boah ... (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> Wie treibt man am besten Kapazitive Lasten

... n i c h t mit der Peitsche! Das ist nicht mehr zeitgemäß und 
verboten. ;)

von RoGerZ (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> Der Trafo ist ein E65 mit 1,5mm Luftspalt und N87 Kernmaterial
> N1=20
> N2=30. Die Induktivität liegt im mH Bereich.. Wie gesagt ein
> Resonanzproblem kann man da Ausschließen bei der Frequenz

Danke für die Trafo-Werte.

Also eine Übersetzung von 3:2 (S:P).

Kannst Du den Kondensator direkt in der Vollbrücke (also ohne Trafo und 
ohne 15µH-Drossel) betreiben?

Kannst Du die Streuinduktivität des Trafos messen?

von RoGerZ (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> Der Trafo ist ein E65 mit 1,5mm Luftspalt und N87 Kernmaterial
> N1=20
> N2=30. Die Induktivität liegt im mH Bereich.. Wie gesagt ein
> Resonanzproblem kann man da Ausschließen bei der Frequenz

... wieso überhaupt Luftspalt?
Trafos werden i.d.R. ohne Luftspalt gebaut - die sollen Energie 
übertragen und nicht speichern. Könnte die Ursache für eine hohe 
Streuinduktivität sein. Wie ist der Trafo gewickelt... über den 
Luftspalt oder daneben?

von mark space (Gast)


Lesenswert?

Mit der unvermeidbaren Streuinduktivität des Übertragers ergibt sich bei 
kapazitivir Sekundärlast zwangsläufig ein Serien-Resonanzkreis.
Bei rätselhaftem Sterben von MOSFETs empfehle ich die primären Ströme zu 
messen, z.B. mit einer magnetischen Stromsonde hinreichender Bandbreite.

von RoGerZ (Gast)


Lesenswert?

Frage/Annahme: der Trafo wird direkt in der Vollbrücke mit 50:50 von 
einer Diagonalen zur anderen geschalten?

Dann könnte sich durch ein leicht abweichendes Tastverhältnis (z.B. 
50,1:49,9) ein Gleichstrom durch den Trafo aufbauen, der in einer 
Trafosättigung endet. Die Trafo-Induktivität bricht zusammen und die 
Diagonalen sehen einen Kurzschluss...

Abhilfe: einen geeigneten Kondensator in Reihe in die Primärseite 
schalten, um den Gleichstrom zu blocken.

von Gee (Gast)


Lesenswert?

RoGerZ schrieb:
> Wie ist der Trafo gewickelt... über den
> Luftspalt oder daneben?

Über den Luftspalt als Einkammern Trafo für gute kapazitive Kopplung da 
er als Breitband Trafo eingesetzt wird von 25kHz Aufwärtz (Ultraschall) 
Wie gesagt bis 150kHz ist die Schaltung erprobt und läuft Reibungslos

von Gee (Gast)


Lesenswert?

RoGerZ schrieb:
> Frage/Annahme: der Trafo wird direkt in der Vollbrücke mit 50:50 von
> einer Diagonalen zur anderen geschalten?
>
> Dann könnte sich durch ein leicht abweichendes Tastverhältnis (z.B.
> 50,1:49,9) ein Gleichstrom durch den Trafo aufbauen, der in einer
> Trafosättigung endet. Die Trafo-Induktivität bricht zusammen und die
> Diagonalen sehen einen Kurzschluss...
>
> Abhilfe: einen geeigneten Kondensator in Reihe in die Primärseite
> schalten, um den Gleichstrom zu blocken.

Der Trafo hängt natürlich schon an einem in Serie geschalteten Folien 
Kondi, das mache ich prinzipiell immer wenn ich Trafos mit Halb oder 
Vollbrücken antreibe. Und durch den Luftspalt geht er eben nicht in 
Sättigung (Nachweisbar)

Die Gate Spannugnen habe ich auch mal überwacht die Zeigen keine höheren 
Peaks als bei den tieferen Freqeuenzen wo die Schaltung tadellos durch 
läuft über mehrere Stunden

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Wie ich glaube ich weiter oben schon geschrieben habe klappt das ganze 
auch prima mit 400kHz und angeschlossener Ohmscher Last, getestet bis 
etwa 1500W Leistungsaufnahme. Kann es sein das die Kapazitive Last 
einfach zu stark in den Trafo zurück koppelt und damit auf die 
Vollbrücke? Wäre zumindest vorstellbar.. Könnte man diese Rückkopplung 
unterbinden?

von RoGerZ (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> RoGerZ schrieb:
>> Wie ist der Trafo gewickelt... über den
>> Luftspalt oder daneben?
>
> Über den Luftspalt als Einkammern Trafo für gute kapazitive Kopplung da
> er als Breitband Trafo eingesetzt wird von 25kHz Aufwärtz (Ultraschall)
> Wie gesagt bis 150kHz ist die Schaltung erprobt und läuft Reibungslos

Am Luftspalt werden die Feldlinien nach außen gedrängt, so daß die das 
Feld nicht mehr vollständig durch Primär- und Sekundärwindung koppelt. 
Die Streuinduktivität steigt dadurch unnötig. Wenn der Spalt wg. 
Sättigung nötig ist, dann die Wicklungen neben dem Spalt aufbringen.

Trafos sollen möglichst (nur) magnetisch koppeln.
Breitbandig wird er durch geeignet ausgewähltes Kernmaterial
"Gute kapazitive Kopplung" ist IMHO unerwünscht.

von RoGerZ (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> RoGerZ schrieb:
>> Frage/Annahme: der Trafo wird direkt in der Vollbrücke mit 50:50 von
>> einer Diagonalen zur anderen geschalten?
>>
>> Dann könnte sich durch ein leicht abweichendes Tastverhältnis (z.B.
>> 50,1:49,9) ein Gleichstrom durch den Trafo aufbauen, der in einer
>> Trafosättigung endet. Die Trafo-Induktivität bricht zusammen und die
>> Diagonalen sehen einen Kurzschluss...
>>
>> Abhilfe: einen geeigneten Kondensator in Reihe in die Primärseite
>> schalten, um den Gleichstrom zu blocken.
>
> Der Trafo hängt natürlich schon an einem in Serie geschalteten Folien
> Kondi, das mache ich prinzipiell immer wenn ich Trafos mit Halb oder
> Vollbrücken antreibe. Und durch den Luftspalt geht er eben nicht in
> Sättigung (Nachweisbar)
>
> Die Gate Spannugnen habe ich auch mal überwacht die Zeigen keine höheren
> Peaks als bei den tieferen Freqeuenzen wo die Schaltung tadellos durch
> läuft über mehrere Stunden

Dann war die zusätzliche 15µH-Drossel auch in Reihe mit diesem 
Folien-C???
Das wäre ein schöner Serienschwingkreis ...

von RoGerZ (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> Wie ich glaube ich weiter oben schon geschrieben habe klappt das
> ganze
> auch prima mit 400kHz und angeschlossener Ohmscher Last, getestet bis
> etwa 1500W Leistungsaufnahme. Kann es sein das die Kapazitive Last
> einfach zu stark in den Trafo zurück koppelt und damit auf die
> Vollbrücke? Wäre zumindest vorstellbar.. Könnte man diese Rückkopplung
> unterbinden?

Das mit der ohmschen Last habe ich nicht überlesen.
Das passt doch gut mit der vermuteten Resonanz von Streuinduktivität und 
Last-C zusammen: mit ohmscher Last existiert keine solche Resonanz.

Selbstverständlich koppelt die kapazitive Last in den Trafo zurück!
Das ist ja genau der beschriebene Resonanz-Effekt... Die 
Spannungsüberhöhung in der Nähe der Resonanz wird entsprechen der 
Übersetzung von der Sekundärseite auf die Primäseite des Trafos 
übertragen. Irgendwann können die SiC-MOSFETs die Spannung einfach nicht 
mehr ab ...

Unterhalb und oberhalb dieser Resonanzfrequenz tritt keine 
Spannungsüberhöhung - alles geht gut, bis man in die Nähe der Resonanz 
kommt.

Für mich ein klarer Fall:
- die SiCs sterben den Spannungstod
- Ursache ist ein "suboptimal" ausgelegter Trafo (Streuinduktivität)
- da die Gatespannungen am Kipppunkt noch "gut" aussehen, müsste das 
Problem (=Überspannung) an der Drain-Source-Strecke zu messen sein.

von Solidify (Gast)


Lesenswert?

15µH + 68nF gibt rund 158kHz Resonanzfrequenz. Es scheint nicht das 
Problem zu sein, daß die Induktivität zu groß ist - sondern ich würde da 
eher mit 33µH oder gar 47µH rangehen.

Wie sieht der konkrete Aufbau aus? Welche Teile genau? Wenn Drossel und 
oder Trafo nicht tauglich (ob nun fertig oder selbst hergestellt), dann 
haben beide hohe Wicklungskapazitäten.

Diese sorgen nicht erst bei erreichen der Resonsnzfrequenz(en) 
bestimmter Einzelteile oder - zusammen - Schaltungsabschnitte für ein 
Problem, sondern lassen während ihrer Umladungen hohe Spitzenströme 
fließen.

Das klingt nach der Lösung, denn bei der Frequenzänderung 4 zu 3 (200 zu 
150) könnte die Näherung an die Resonanz, bzw. die (relativ zu vorher) 
33% höhere
"Häufigkeit" der Strompulse pro sekunde, schon zum Tod führen.

Aufbau/Bauteile sehen wollen. Sofort.

von Mark S. (voltwide)


Lesenswert?

mark space schrieb:
> Bei rätselhaftem Sterben von MOSFETs empfehle ich die primären Ströme zu
> messen, z.B. mit einer magnetischen Stromsonde hinreichender Bandbreite.

von Dieter (Gast)


Lesenswert?

Ohne Bild oder Schaltplan wird das ein langer Blog ...
Ob das dem TO weiterhilft ...

von Achim S. (Gast)


Lesenswert?

RoGerZ schrieb:
> Für mich ein klarer Fall:
> - die SiCs sterben den Spannungstod

Kannst du mal skizzieren, wie in einer MOSFET-Vollbrücke die Last eine 
Überspannung für die Drain-Source Strecke der FETs produzieren können 
soll? Egal was die Last macht: sobald sie eine Spannung größer als die 
Versorgung erzeugen möchte, findet sich immer ein leitender Transistor 
zum Versorgungsnetz hin.

Die Spannungsüberhöhung bei einer Serienresonanz der Last siehst du 
nicht an den äußeren Klemmen (dort wird die Spannung durch die 
Vollbrücke vorgegeben). Sondern an L und C liegen jeweils einzeln viel 
höhere (und gegenphasige) Spannungen, als von außen angelegt wird. Was 
zu einem erhöten Stromfluss über L und C führt, der seinerseits 
natürlich für die FETs zum Problem werden kann.

Spannungsprobleme für die FETs der Vollbrücke könnte es geben, wenn die 
Versorgung selbst schon im Grenzbereich der Spannungsfestigkeit liegt. 
Oder wenn das Versorgungsnetz selbst miese Eigenschaften hat (z.B. hohe 
parasitäre Induktivität).

Ist natürlich schon möglich, dass das der Fall ist. Da müssen wir aber 
raten. Wir kennen zwar inzwischen diverse Details des Aufbaus. Aber 
einen Schaltplan kennen wir immer noch nicht. Und Dieter hat Recht, dass 
bei solchen Aufbauten auch ein Bild der Bauteile bzw. des Gesamtaufbaus 
notwendig sein kann. Und wenn dann noch ausagekräftige Messungen dazu 
kämen, bestünde wahrscheinlich eine reale Chance, die Ursache für das 
FET-Sterben zu ergründen.

von RoGerZ (Gast)


Lesenswert?

Achim S. schrieb:
> Kannst du mal skizzieren, wie in einer MOSFET-Vollbrücke die Last eine
> Überspannung für die Drain-Source Strecke der FETs produzieren können
> soll? Egal was die Last macht: sobald sie eine Spannung größer als die
> Versorgung erzeugen möchte, findet sich immer ein leitender Transistor
> zum Versorgungsnetz hin.

Das ist prinzipiell richtig, solange man von einem stabilen 
Zwischenkreis ausgehen kann. Wenn die Entkopplung des ZK ungenügend ist 
(z.B. fliegender Aufbau), könnten durchaus Überspannungen am MOSFET 
auftreten. Ausgeschlossen halte ich das hier nicht...

Solange vom TO keine konkreteren Details (Aufbau, Bauteil(-wert), 
ZK-Spannung, U_ds-Scope, Schaltzeiten, etc. ... s.o.) eingegangen sind, 
halte ich eine weitere Diskussionen ebenfalls für Kaffeesatzleserei.

Jetzt muss der TO mal ran ... standby

von jemand (Gast)


Lesenswert?

Eigentlich liegt das Problem an einer völlig anderen Stelle. Man treibt 
nicht 133kHz Rechteck auf 68nF, wenn man nicht muss.

Die gesamte zum umladen der Kapazität nötige Energie bleibt in der 
Brücke hängen.

Die Verlustleistung ist in Etwa:
Pv = fsw  c  U²

Bei 24V (beispielsweise) bekomme ich da auf 5,2W. Bei 200V sind das 
360W. Und so weiter. Da könnte das Problem liegen.

Wenn du das mit einer Spule lösen willst, baust du einen Schwingkreis. 
Das Ist kontraproduktiv, insbesondere bei höheren Spannungen, denn eine 
Güte von 10 hast du gleich beieinander, und was das heißt, kannst du bei 
Wikipedia nachlesen.

Jetzt wäre interessant, was das Ganze soll, dann kann man auch besser 
helfen.

von Gee (Gast)


Lesenswert?

RoGerZ schrieb:
> Dann war die zusätzliche 15µH-Drossel auch in Reihe mit diesem
> Folien-C???
> Das wäre ein schöner Serienschwingkreis ...

Nein Ausgangsseitig vor der Last.. aber ja einen Serienschwingkreis hat 
man dann auf alle Fälle..

von Gee (Gast)


Lesenswert?

RoGerZ schrieb:
> "Gute kapazitive Kopplung" ist IMHO unerwünscht

Nicht für meinen Anwendungsfall.. Wenn ich den Trafo als Zwei 
Kammernausführung mache und dann quasi nix über den Spalt wickle ist er 
nicht mehr Breitbandig.. Desshalb wickle ich ja auch die Sekundär 
Wicklung über die Primärwicklung

von Gee (Gast)


Lesenswert?

RoGerZ schrieb:
> Irgendwann können die SiC-MOSFETs die Spannung einfach nicht
> mehr ab ...

Leider ist es das nicht.. Die DS Spannung kommt inkl. Peak nicht über 
350V.. Die SiCs halten aber 650V aus

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Solidify schrieb:
> sondern ich würde da
> eher mit 33µH oder gar 47µH rangehen

Bei derart hohen Frequenzen kann ich nicht einfach 47µF als Last 
ranhängen, außerdem bewegt sich die Last nunmal im Bereich von etwa 
50-180nF (Piezos, je nachdem wie viele)

Eine Drossel mit 100µH habe ich Ausgangsseitig auch mal probiert, das 
funzt auch aber dort bricht die Ausgangsspannung zu weit ein, werde mal 
schrittweise etwas runter gehen mit der Induktivität

von Christian B. (casandro)


Lesenswert?

Die Frage ist eigentlich mit welchem Signal man die Last ansteuern will.

Willst Du ein "Rechtecksignal" haben, so wird das schwierig. Willst Du 
einen Sinus bei einer Frequenz haben, so baue einfach einen 
Schwingkreis.

Das ist der Kern des Problems, ohne Angabe des gewünschten Signales wird 
Dir hier niemand sagen können, was Du tun kannst.

von Solidify (Gast)


Lesenswert?

Christian B. schrieb:
> Das ist der Kern des Problems, ohne Angabe des gewünschten Signales wird
> Dir hier niemand sagen können, was Du tun kannst.

Genauer: Man kann keine präzise darauf optimierte (wenn auch eventuell 
sogar vom jetzigen Konzept ein wenig abweichende) Lösung vorschlagen. 
Ohne ganz genau zu wissen, welche Eigenschaften nötig, geht da nicht 
viel...

Gee schrieb:
> Bei derart hohen Frequenzen kann ich nicht einfach 47µF als Last

Nicht µF, µH = keine Last, sondern "Kompensation" für die 68nF.

> ranhängen, außerdem bewegt sich die Last nunmal im Bereich von etwa
> 50-180nF (Piezos, je nachdem wie viele)

Recht weit variierende Last bei 25-400kHz Frequenz? Nicht einfach. Z.B. 
Constant-On-Time = mit Frequenz proportional steigender Leistung, was 
mir kurz vorschwebte, geht so schon mal nicht.

> Eine Drossel mit 100µH habe ich Ausgangsseitig auch mal probiert

Hast Du Primär- und Sekundärwicklung direkt übereinander? Das erhöht 
schon mal die parallel zur Drossel liegende, parasitäre Kapazität. (Bei 
HF-Litze wohl weniger schlimm, als bei CuL, aber trotzdem ein schlechtes 
Zeichen).

Die Drossel würde ich ja primär setzen. Allerdings weiß immer noch kein 
Mensch, wie die Drossel genau aussieht (ebfs. wegen der paras. C), und 
exakteres vom Trafo und dem restlichen Aufbau auch nicht.

Es wäre für unterschiedliche C-Lasten z.B. auch eine Umschaltung 
zwischen unterschiedlichen Drosseln denkbar. Und die Resonanzfrequenz 
könnte jeweils geschickt so gewählt werden, daß - je nach Anforderung - 
die Leistung mit der Betriebsfrequenz ansteigend, fallend oder 
weitgehend gleichbleibend. Es sind auch je nach Anforderung ganz 
unterschiedliche resonante Topologien denkbar.

Man weiß viel zu wenig bis jetzt. So kommt man schlecht weiter.

mark space schrieb:
> empfehle ich die primären Ströme zu
> messen, z.B. mit einer magnetischen Stromsonde hinreichender Bandbreite.

Welche Meßmittel hast Du oder kannst sie leihen?

von Blubb (Gast)


Lesenswert?

Mal sehen ob das hier weiterhilft, aber vermutlich sind die Fragen eh 
umsonst, da es ja nicht mal einen Schaltplan bisher gab..

A. Was sind denn für Freilaufdioden in der Brücke verbaut?
B. Welche Transistoren, welche Treiber, welche Gate-Widerstände?

Spannungen und Ströme an den Transistoren mal aufgenommen?

von der schreckliche Sven (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> Desshalb wickle ich ja auch die Sekundär
> Wicklung über die Primärwicklung

Welchen Sinn hat dann der Luftspalt?
Ein Transformator, der gleichzeitig als Speicherdrossel wirkt, und 
primärseitig einen hohen Blindstrom fließen lässt? Wozu das?

von RoGerZ (Gast)


Lesenswert?

jemand schrieb:
> Eigentlich liegt das Problem an einer völlig anderen Stelle. Man
> treibt
> nicht 133kHz Rechteck auf 68nF, wenn man nicht muss.
>
> Die gesamte zum umladen der Kapazität nötige Energie bleibt in der
> Brücke hängen.
>
> Die Verlustleistung ist in Etwa:
> Pv = fsw  c  U²
>
> Bei 24V (beispielsweise) bekomme ich da auf 5,2W. Bei 200V sind das
> 360W. Und so weiter. Da könnte das Problem liegen.
>
> Wenn du das mit einer Spule lösen willst, baust du einen Schwingkreis.
> Das Ist kontraproduktiv, insbesondere bei höheren Spannungen, denn eine
> Güte von 10 hast du gleich beieinander, und was das heißt, kannst du bei
> Wikipedia nachlesen.
>
> Jetzt wäre interessant, was das Ganze soll, dann kann man auch besser
> helfen.

Exakt!!!
... und aus diesem Grund frage ich hier die ganze Zeit (u.a.) nach der 
Zwischkreisspannung, um eine Leistungs-Abschätzung machen zu können.
Nur bekommt dazu keine Anwort ...

Wenn man ehrlich ist, muß man die Topologie (Vollbrücke, Rechteck) an 
sich infrage stellen. Eine Piezo-Anwendung (Ultrschall?) wäre mit einer 
Sinusform bestimmt auch zufrieden. Dann besser einen Schwingkreis bauen 
und die verbrauchte Wirkleistung nachschieben, um die Schwingung am 
Leben zu halten.

Aber das ist offensichtlich nicht die Absicht von Gee, richtig?

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Christian B. schrieb:
> Willst Du ein "Rechtecksignal" haben, so wird das schwierig. Willst Du
> einen Sinus bei einer Frequenz haben, so baue einfach einen
> Schwingkreis.

Es muss ein Sinus sein und durch die Kapazitive Last ergibt sich der 
Sinus auch :)

von Solidify (Gast)


Lesenswert?

RoGerZ schrieb:
> Wenn man ehrlich ist, muß man die Topologie (Vollbrücke, Rechteck) an
> sich infrage stellen.

Schrieb ich schon: An Anwendung (?) anpassen. Evtl. Holzweg verlassen.

> Eine Piezo-Anwendung (Ultrschall?) wäre mit einer
> Sinusform bestimmt auch zufrieden.

Zufrieden? Im Himmel! Der will ja schwingen, es geht ja nicht um einen 
Positionierungs-Piezo. Sinus = Schwingung. Ein Resonanzwandler, mit je 
nach Typ Spannungs- oder Stromsinus, wäre solch einem US-/RF-Piezo das 
liebste. Und es gäbe diverse Topologien und Ansteuerungen, für fast 
beliebiges Verhalten am Ausgang. Ein kleiner Auszug dessen in dieser 
Thesis:

https://ujcontent.uj.ac.za/vital/access/services/Download/uj:10732/CONTENT1

> Dann besser einen Schwingkreis bauen und die verbrauchte Wirkleistung
> nachschieben, um die Schwingung am Leben zu halten.

Er will ja die Frequenz höchst variabel, "breitbandig(ststst)". Wie sich 
dabei die Leistung verhalten soll, legt er nicht fest (muß er aber 
sicher).

> Aber das ist offensichtlich nicht die Absicht von Gee, richtig?

Ich glaube allmählich schon fast, der will uns einfach nur ver... Ein 
absolutes Minimum an Infos über Konstrukt und Anwendung - entweder weiß 
und kann er es nicht besser (dann soll er das sagen), oder das ist alles 
Käse.

Von mir kommt nichts mehr, so lange nicht meine Fragen, so weit es ihm 
nur irgend möglich ist beantwortet werden. Also möglichst alle, 
begründete Ausnahmen gestattet.

Oder, wenn er Probleme hat, aber wirklich Hilfe will, soll er wenigstens 
die Anwendung und die bisherigen Ergebnisse (Hardware, Daten) völlig (!) 
aufdecken, und seine partielle Ahnungs- sowie meßtechnische 
Hilflosigkeit eröffnen. Eins von beiden, nichts dazwischen.

Wäre ja nicht schlimm, kein Gerät für alles nötige oder wichtige oder 
zumindest praktische zu haben. Und auch mangelndes Wissen ist kein 
Beinbruch. Doch hier nach Anlauf der Sache zu schweigen, nur um durch 
ein fleißiges Forum keine eigenen Ideen oder Recherche zu brauchen, ist 
ein Witz.

Auf einzelne Fetzen, Brocken, Stückchen reagiere ich nicht mehr, aus.

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Solidify schrieb:
> Recht weit variierende Last bei 25-400kHz Frequenz? Nicht einfach. Z.B.
> Constant-On-Time = mit Frequenz proportional steigender Leistung, was
> mir kurz vorschwebte, geht so schon mal nicht.

Ich schau einfach mal wie weit ich komme.. 25-150 ist schon save

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Solidify schrieb:
> Die Drossel würde ich ja primär setzen. Allerdings weiß immer noch kein
> Mensch, wie die Drossel genau aussieht (ebfs. wegen der paras. C), und
> exakteres vom Trafo und dem restlichen Aufbau auch nicht.

Vergesst erstmal die Drossel die will ich beiFrequenzen oberhalb von 
80kHz ganz weg lassen. Die ist nur für die niedrigen Frequenzen damit 
sich an der Last ein Sinus ergibt

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Blubb schrieb:
> A. Was sind denn für Freilaufdioden in der Brücke verbaut?
> B. Welche Transistoren, welche Treiber, welche Gate-Widerstände?
>
> Spannungen und Ströme an den Transistoren mal aufgenommen?

A: Keine. Es wird die interne Reverse Recovery Diode genutzt
B: SCT3120AL, MIC4451ZT, 0 Ohm


Spannung habe ich nochmal gecheckt und glaube das Problem gefunden zu 
haben wie weiter oben schon mal jmd geschrieben hat habe ich ganz schöne 
Spikes über der DS Strecke.. TVS Dioden sind bestellt und sollen da 
Abhilfe schaffen

von Solidify (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> Es muss ein Sinus sein und durch die Kapazitive Last ergibt sich der
> Sinus auch :)

Die Eröffnung (der Eröffnung) von Ahnungslosigkeit scheint gelungen.

Ist das Dein Ernst? Eine Kondensatorlast an einer Gegentakt-Schaltstufe 
sorgt für einen Sinus? Na, da recherchieren wir aber noch mal. Hopp, ich 
will jetzt Aussagen von Dir.

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Solidify schrieb:
> Die Eröffnung (der Eröffnung) von Ahnungslosigkeit scheint gelungen.
>
> Ist das Dein Ernst? Eine Kondensatorlast an einer Gegentakt-Schaltstufe
> sorgt für einen Sinus? Na, da recherchieren wir aber noch mal. Hopp, ich
> will jetzt Aussagen von Dir.

Vollbrücke -> HF-Trafo -> Kapazitive Last = Sinus  Ist einfach so ;)

von Gee (Gast)


Lesenswert?

Musst nur mal richtig lesen.. Klar wenn die Last direkt an der 
Vollbrücke hängen würde (ohne Trafo) hätte man keinen Sinus sondern nen 
Rechteck

von RoGerZ (Gast)


Lesenswert?

SUPER! ... und jetzt in der Not noch TVS-Dioden.
Am Ende der Sackgasse einfach mit dem Kopf durch die Wand... ;-)

Ich bin dann mal weg - kommst Du mit, Solidify?

von Solidify (Gast)


Lesenswert?

RoGerZ schrieb:
> Ich bin dann mal weg - kommst Du mit, Solidify?

Ja, let's go. Da war doch unser Termin mit den 2 Schnitten...















(...Vollkornbrot zum Abendessen. Verführerisch genug! ;-)

von Gee (Gast)


Lesenswert?

RoGerZ schrieb:
> SUPER! ... und jetzt in der Not noch TVS-Dioden.
> Am Ende der Sackgasse einfach mit dem Kopf durch die Wand... ;-)
>
> Ich bin dann mal weg - kommst Du mit, Solidify?

Oh man ihr habt echt beide keine Ahnung xD Esst mal eure Schnitten ;D

von RoGerZ (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> Vollbrücke -> HF-Trafo -> Kapazitive Last = Sinus

... wenn das so ist:
Kannst Du denn auch erklären, was an diesem *HF*-Trafo so extrem 
breitbandig sein soll, wenn er ALLE Oberwellen vom Rechteck rausfiltert 
und NUR die Grundwelle durchlässt (=Sinus)? ..... nnnnnnnnein, am Last-C 
alleine liegt es nicht! ;-)

Das ist doch kein Trafo, schon gar kein *HF*-Trafo.

...und Obacht: nicht aus dem Fenster fallen! :-)

von Blubb (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> A: Keine. Es wird die interne Reverse Recovery Diode genutzt
Der SCT3120AL hat keine interne reverse recovery diode, der hat nur die 
MOSFET intrinisce Body-Diode.
> B: SCT3120AL, MIC4451ZT, 0 Ohm

>
> Spannung habe ich nochmal gecheckt und glaube das Problem gefunden zu
> haben wie weiter oben schon mal jmd geschrieben hat habe ich ganz schöne
> Spikes über der DS Strecke.. TVS Dioden sind bestellt und sollen da
> Abhilfe schaffen
TVS Dioden bei >100kHz könnte knapp werden.

Normalen RC-Snubber probiert?

von Achim S. (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> Die DS Spannung kommt inkl. Peak nicht über
> 350V

Deine Brückenspannung liegt also irgendwo in der Gegend von 300V? Die 
Kondensatoren sollen also mit dem Übersetzungsverhältnis des Trafos auf 
450V geladen werden? Die Kleinigkeit von 900V Spitze-Spitze? Bei bis zu 
200kHz und bei bis zu 180nF?

"Jemand" hat dir oben die Formel gegeben, welche Verlustleistung in 
deiner Brücke hängen bleiben muss, wenn du das direkt und ohne 
Anpassungsnetzwerk treiben willst. Rechne das einfach mal nach und 
überleg dir dann, ob du bei dem folgenden Ansatz bleiben willst:

Gee schrieb:
> Es handelt sich hierbei aber nicht um einen altertümlichen Schwingkreis
> der auf Resonanz eingestellt ist sondern um direkt angetriebene Mosfets
> mittels Controller.

Und es wäre wirklich nett, wenn du die wesentlichen Randbedingungen 
nächstes Mal gleich zu Beginn nennst - dann kann man sich den nutzlosen 
Teil der Diskussion sparen.

von Michael K. (Gast)


Lesenswert?

Gee schrieb:
> ich denke das Problem liegt bei den zu hohen Spitzenstrom beim
> Umladen der Lastkapazität (68nF).

Messen schlägt Denken ;-)
Spannungs- und Stromverlauf über den FETs messen.
Erst dann kannst Du eine Aussage darüber treffen ob es Überspannung oder 
ein zu langsames Aufsteuern ist.
SiC hat extrem kurze Sperrzeiten, dafür höhere Schaltverluste.
Während der Totzeit verhält sich der Trafo aber alles ander als Tot.
Wo soll der hin mit seiner gespeicherten Energie wenn durch keinen der 
Fets ein Strom fliesst?
Snubber übern Trafo hast Du?

Gee schrieb:
> Es handelt sich hierbei aber nicht um einen altertümlichen Schwingkreis
> der auf Resonanz eingestellt
Altertümlich ist die direkte Ansteuerung ohne die niedrigen 
Schaltverluste einer modernen Resonanztopologie zu verwenden.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.