Sinusgenerator mit HV-Endstufe gesucht

Hallo Hank,

ich würde einen normalen Netz-Transformator 230V/12V rückwärts an eine 
Audio-Endstufe anschließen; evtl. zwei sekundärseitig in Reihe, damit zu 
auf die gewünschte Ausgangsspannung kommst.
Alternativ und noch schöner sollte ein Ausgangstrafo aus einer 
Röhrenendstufe sein.

Viele Grüße,
 Jonathan

Jonathan Schilling schrieb:
> einen normalen Netz-Transformator 230V/12V rückwärts an eine
> Audio-Endstufe anschließen;

Hallo Jonathan,
Danke für Deinen Tip. Aber macht ein 50/60Hz Trafo bei 10 restp. 600 Hz 
noch mit, der wird doch weit außerhalb der 'Resonanz' des Eisenkerns 
(nennt man das so?) betrieben. Klar, bezügl. der Amplitude könnte man am 
DDS-Generator in Grenzen nachregeln. Hast Du da Erfahrung?
Grüße Hank

Gunnar F. schrieb:
> Schaltpläne von Oszilloskopen

Hallo Gunnar,
Danke für Deinen Hinweis. Hast Du netterweise einen 
Beispiel-Schaltplan(ausschnitt) eines Analog-Oszis (nehme ich an)?
Grüße Hank

Hallo Volker,
Danke für den Tip. Das Stichwort 'Ringkern' war gut.
PS.: Huiii, da werden ja ordentliche Preise für PA82 und PA84 aufgerufen 
(Digikey/Mouser). Da wird der Chef aber Augen machen ;). Klar, nichts 
ist umsonst.
Grüße Hanko

Hank schrieb:
> Jonathan Schilling schrieb:
>> einen normalen Netz-Transformator 230V/12V rückwärts an eine
>> Audio-Endstufe anschließen;
>
> Hallo Jonathan,
> Danke für Deinen Tip. Aber macht ein 50/60Hz Trafo bei 10 restp. 600 Hz
> noch mit, der wird doch weit außerhalb der 'Resonanz' des Eisenkerns
> (nennt man das so?) betrieben. Klar, bezügl. der Amplitude könnte man am
> DDS-Generator in Grenzen nachregeln. Hast Du da Erfahrung?
> Grüße Hank

Das Problem sind die 10Hz, weniger die 600Hz.

(Netz-)Trafos sind für diese 50Hz (bis auf eine geringe mögliche
Reduktion) bei Nennspannung ausgelegt.

Die Kombination aus Kern & zugehöriger Wicklung verträgt halt pro
Halbwelle nur ein begrenztes Produkt aus U_eff * Periodendauer um
Kernsättigung zu verhindern.

D. h. Du darfst einer 230VAC Primärwicklung eines 50Hz Trafos bei
10Hz nur U_eff = (230VAC / 5 =) 46VAC "zumuten" - wegen der festen
Spannungstransformation hast Du dann nur den entspr. Bruchteil der 
Ausgangsspannung, die Du bei 230VAC Speisung hättest.

Das beißt sich also in den Schwanz, sozusagen.

Passenden Lösungen wären also entweder ein 50Hz-Netztrafo, der im
Grunde für 5fach höhere Spannung gedacht wäre, als Du brauchst...
und das ein- wie auch ausgangs.

Also das liefe jedenfalls auf eine 2kV Sekundärwicklung hinaus.

(Sicher etwas schwer zu finden - habe es zwar zugegeben auch nie
versucht, aber gibt es sicher nicht überall. Der Netztrafo Tipp
ist folglich etwas unrealistisch.)


Oder tatsächlich ein Röhrenverstärker-Ausgangstrafo, bloß frage
ich als nicht-Röhrenamp-Spezi, welchen man da am besten nehmen
sollte/würde.

Immerhin reichte ja ein Typ für Gegentakt (ohne Luftspalt), also
es muß kein übertrieben heftiger Trümmer sein, oder?

Hank schrieb:
> einen Generator mit 'Hochspannungsausgang

https://www.hivolt.de/index.php?id=hvamplifiers

Hallo an alle und vielen Dank!
Ich antworte mal in Reihenfolge der Beitragseingänge:
@Falk:
Da bestätigst Du ja im Ganzen meine o.g. Meinung: Signalquelle 
'billigster DDS-Generartor', der wäre sogar schon vorhanden. Und ja, die 
untere Grenzfrequenz eines Audioverstärkers ist ein Knackpunkt. Und 
natürlich sind die APEX-Verstärer hier 'Kanonen auf Spatzen', aber 
besser eine Rückfallposition als gar nichts.
@Rainer:
Ja, mit teurem Zeug, und nicht nur da, ist sorgfältiges Arbeiten 
dringenst anzuraten. Sonst guckt der Chef noch strenger. :]
@Harald:
Einen Röhrenverstärker-Ausgangstrafo hab ich auf die Liste gesetzt. Dass 
sich immer noch was in Grenzen nachstellen lässt habe ich ja oben schon 
gesagt. Passende Messtechnik steht wohl auch schon zur Verfügung.
@the core:
Der Begriff 'Sättigung' fiel mir nicht ein und auch Deine Erklärung 
klingt für mich plausibel, Danke! Auch Du nennst als Lösung einen 
Röhrenverstärker-Ausgangstrafo, das lässt hoffen. Einen Audio-Spezi 
kenne ich leider nicht.
@MaWin: Die Firma war mir noch nicht bekannt. Und die sitzen ja quasi 
'um die Ecke'. Da melde ich mich mal.
@Abdul: Nach der Art der Last handelt es sich, wie schon oben genannt, 
um PZ-'Verbund'werkstoffe (Piezo & Co.), sorry mehr darf ich leider 
nicht preisgeben. Hinsichtlich der Größenordnung ist es schwer Angaben 
zu machen. Alles was mir bisher bekannt ist ist akademischer Natur: Die 
elektrische Kapazität ist zu Teilen (bestimmte Frequenzbänder im o.g. 
Frequenzbereich) stark spannungsabhängig, soll wohl aber einige 100nF 
nicht überschreiten.
Noch mal an alle vielen Dank!
Grüße Hank

Ich habe vor vielen Jahren sowas mal gemacht. Ging eigentlich relativ 
unkompliziert, die obere Grenzfrequenz war 400 Hz, die untere lag bei 20 
Hz.

Aufbau: Sinusgenerator - NF - Endstufe - Transformator - Spannungsteiler 
zur Rückkopplung.

Das Problem mit dem Trafo ist dadurch lösbar, dass man ein anderes 
Kernmaterial als das übliche Si-Fe-Blech verwendet. Das macht dir jeder 
Trafowickler.

Den Schaltplan gibt es nicht mehr, ist zu lange her.

Hank schrieb:
> Hallo Jonathan,
> Danke für Deinen Tip. Aber macht ein 50/60Hz Trafo bei 10 restp. 600 Hz
> noch mit

Ich habe schon oft 115V 360-800Hz (Luftfahrt) mit Sinusgenerator + Audio 
Endstufe + Netztrafo erzeugt.

->50Hz ist kein Thema
<-50Hz musst Du ausprobieren wo die Grenze ist und mit was Du noch leben 
kannst.

Bauchgefühl sagt: Trafo deutlich größer wählen als Du Leistungsmäßig 
brauchst.

Hallo ths,
Danke für Deine Info. Na, das stimmt ja froh ;). Also schau ich mal 
perspektifisch nach einem 'Trafowickler' in der Gegend. Gibts da ein 
Stichwort für die 'Gelben Seiten'?
Grüße Hank

Hallo Christoph,
Danke für Deinen Tip. Amplifier Research war mir schon bekannt. Sehr 
professionell aber nicht preiswert.
Grüße Hank

Hallo Prokrastinator,
Danke auch für Deine Info. Demnach wäre ein 50Hz/60Hz-Netztrafo ja wohl 
noch nicht ganz aus dem Rennen, wenn auch nur für eine Teillösung.
Grüße Hank

Was die Trafos betrifft: Man muss halt ein wenig rumtelefonieren und 
eine kleinere, flexible Firma finden. Siemens und ABB zeigen bei der 
Stückzahl zwölftel Dutzend wenig Interesse.

Vielleicht findet sich auch was passendes von der Stange:

https://www.elektroniknet.de/e-mechanik-passive/passive/transformator-fuer-hohe-frequenz-und-hohe-leistung.170051.html

Habe bei Murata nicht genauer hingeschaut.

Link vergessen:

https://www.tauscher-transformatoren.de/html/hf.html

Wenn ich 2 kV Sekundärwicklung lese (im Beitrag von the core), wäre da 
nicht der Trafo aus einer Mikrowelle in Ordnung? Das 
Übersetzungsverhältnis könnte man ja über die Eingsngsspannung 
regulieren. Bei so wenig Last wäre der Mikrowellentrafo wahrscheinlich 
sogar im Dauerbetrieb belastbar.

Hank schrieb:
> Die elektrische Kapazität soll wohl aber einige
> 100nF nicht überschreiten

Hank schrieb:
> 600 Hz
> 400 V

Akademischer Teil 1: mal ausrechnen  was da beim Umladen für ein Strom 
fliesst


300nF und 600Hz sind 884 Ohm an 400V macht 0.45A.

Hank schrieb:
> Ausgangsstrom: schätzungsweise nicht
> mehr als 10 ... 20 mA

Lachhaft, und so was will Deutschlands neue Forschungselite werden ?

Bitte werde Lieferando Fahrer.

Hallo ths,
Vielen Dank für Deine Mühe.
Grüße Hank

Stichwort: Mikrowellentrafo(s)?

Ohne jetzt eine fertige Lösung zu haben, die Lösung mit dem Trafo 
erscheint mir äußerst ungeeignet. Wenn die Ausgangsspannung tatsächlich 
in 0,1 V Schritten einstellbar und am Ausgang auch so erscheinen soll, 
biete sich nur ein trafofreier Verstärker an.
Und da Röhrenverstärker mit den notwendigen Spitzenströmen erst recht 
ins Schwitzen kommen, wäre aus meiner Sicht einzig eine 
HV-Transitorendstufe sinnvoll. Bandbreite und Anstiegszeiten sind ja 
problemlos zu erreichen.

MaWin schrieb:
> Bitte werde Lieferando Fahrer.

... und versorge diesen Pöbler tagtäglich mit ASP-Schweinefleisch und 
Pommes, damit er endlich wie ein Luftballon zerplatzt.

https://products.dynacord.com/na/en/ipx10:4

Im Bridge Betrieb kann die Endstufe 200V im direct Drive mode (kein 
Trafo nötig) also 280Vp, 560Vpp was deine geforderten 400V also locker 
meistert. Ein Sinusgenerator ist auch drin. Die Spannung kannst du auch 
genau einstellen und Strom sollte sie auch ausreichend liefern können. 
Meld dich einfach mal bei denen, ob du ein Vorführgerät zum Testen haben 
kannst!

Schau Dir mal diese Netzteile an:
https://www.ing-fischer.at/stromversorgung/labornetzger%C3%A4te/3300w-labornetzger%C3%A4t/

Vielleicht können die das, was Du brauchst.

Hallo alle zusammen und vielen Dank,
ich antworte wieder in Reihenfolge der Beitragseingänge:
@Sebastian & Welle:
Ich habe den Mikrowellentrafo mit auf die Liste gesetzt. Da könnte man 
ja sogar mal auf dem Wertstoffhof nachfragen ;).
@MaWin:
Da ist mir ein Fehler unterlaufen: Nach Rückfrage sollen es einige 100pF 
(nicht nF!) sein. Leider ist nicht jeder Papst. Schade, dass es zum 
Schluss ins Unsachliche abgleiten musste.
@Jochen:
Wenn es Dir nicht allzuviel Mühe macht wäre ich für eine Info zum 
'Trafowickler' dankbar.
@n.m.:
Das hört sich einigermassen anspruchsvoll an, da muss ich mich richtig 
schlau machen. Könntest Du ein Beispiel nennen? PS.: Ich finde solche 
Äußerungen nur traurig, habe aber keine Wut. In den elektronischen 
Medien scheint das aber um sich zu greifen, leider.
@Falk:
Das hört sich also auch nach Mikrowellentrafo an, oder?
@Fabian:
Die Firma kannte ich auch noch nicht, Danke! Die Idee mit einem 
Testgerät ist auch nicht schlecht, wenn man sich beim Testen nicht zu 
blöd anstellt =:|.
@Karl & Gunnar:
Das sehe ich so das erste Mal. Aber ich würde Gunnar Recht geben wenn 
ich den Wiki-Beitrag richtig verstehe.
Danke noch mal an alle.
Grüße Hank

Hallo Rainer,
ich habe Dich schon richtig verstanden ;). Ich habe eher etwas mit 
digitaler Elektronik am Hut und auch da ist das Herstellerdatenblatt ála 
Layout, Referenzbauteile etc. auch nicht nur Makulatur. Und mir kommt 
immer mehr der Verdacht, dass es keine 'Komplettlösung' geben wird. Aber 
dazu ist die Ideenfindungsphase ja da.
Grüße Hank

Hank schrieb:
> Fabian:
> Die Firma kannte ich auch noch nicht, Danke! Die Idee mit einem
> Testgerät ist auch nicht schlecht, wenn man sich beim Testen nicht zu
> blöd anstellt

Die Fa. Dynacord sitzt in Straubing/ Bayern und hat über 75 Jahre 
Erfahrung mit Audiotechnik und Endstufen im speziellen.

https://dynacord.com/about-us.html

Die IPX5:4 sollte für euch ausreichend und sollte etwas günstiger sein.

Hank schrieb:
> Das hört sich einigermassen anspruchsvoll an, da muss ich mich richtig
> schlau machen. Könntest Du ein Beispiel nennen?

Dafür gibt es doch jede Menge (alte) Schaltungsvorschläge.
Wenn Deine kapazitive Last niedrig bleibt, reicht eine Eintakt-A 
Endstufe, bipolar oder mit FET. Eine Stromquelle (z.B. 50 mA) von +450 V 
dient als Last. Die Ausgangsspannung muß am Ausgang kapazitiv entkoppelt 
werden.
Die Leistungsaufnahme liegt bei rund 23 W, die ein Kühlkörper verheizt. 
Ein OPV am Eingang erledigt die Verstärkung und die Rückkoppelung.

Wenn es weniger warm werden soll, läßt man die A-Endstufe mit kleinerem 
Strom arbeiten und ergänzt einen Gegentakttreiber im AB-Betrieb.

Was mich bei dieser Schaltung stören würde, ist zum einen die recht hohe 
Versorgungsspannung (nichts anfassen!) und der Ausgangskondensator. 
Deshalb würde ich eine Brückenschaltung mit zwei Gegentaktendstufen 
wählen. Einfache Schaltungen dazu sollten sich im Netz vielfach finden 
lassen. Der Hauptunterschied wird sein, daß die Versorgungsspannung 
nicht +/- 12 V beträgt, sondern +/- 120 V.

So würde ich es angehen, aber ich kann nicht einschätzen, ob es Dich 
überfordert. Von einem fertigen 10 kW Audioverstärker würde ich Dir 
allerdings abraten.

Hallo alle zusammen und vielen Dank,
ich antworte wieder in Reihenfolge der Beitragseingänge:
@Tester:
Das ist doch aber eine DC-Netzteil, oder habe ich etwas übersehen?
@Fabian:
Auch diese Firma war mir bisher nicht bekannt, Danke! Da melde ich mich 
auch mal.
@Rainer:
Ja, Du hast vollkommen Recht. Zumal es zunächst um eine Konzeptstudie 
des Versuchsaufbaus handelt, also nichts was morgen professionell 
handelbar sein muss.
@Stefan:
Du hast den Nagel fast auf den Kopf getroffen. Derartige Geräte sind mir 
bekannt und werden standardmäßig für Leistungspiezos áka Aktoren 
eingesetzt.
Bei mir dreht es sich eher um die Sensor-Aspekte von PZ-Werkstoffen mit 
ein paar 'Spezialitäten'. Daher suche ich eine angepasste und gut 
abgespeckte Variante. Aber trotzdem vielen Dank!
@Mohandes:
Vielen Dank für Deine Bestätigung. Ich schau mir das, auch zur Erweitung 
der Analogelektronik-Kenntnisse, gern an.
@m.n.:
Ja, sieht Du, da ist es wieder: Manchmal brauch man nur die richtigen 
Begriffe um sich weiterhangeln zu können, DANKE! Ich sehe mal, dass ich 
einen waschechten Analog-Audio-Profi auftreiben kann. Deine Ausführungen 
sind jedenfalls schon mal Klasse!
PS.: Bitte nicht wundern, ich bin gleich für den Rest dieser und 
nächster Woche unterwegs. Also nicht ärgern wenn ich nicht 'gleich 
wieder' antworten kann.
Grüße Hank

Hank schrieb:
> Also schau ich mal
> perspektifisch nach einem 'Trafowickler' in der Gegend.

Versuche es doch erstmal mit einem normalen Netztrafo.
Ich habe bis 800Hz noch nie einen Spezialtrafo gebraucht.
Die etwas erhöhten Wirbelstromverluste machen den Kohl nicht fett.
Ich weiß halt nur nicht wie sich das verhält wenn Du bis 10Hz runter 
gehst.

Das kannst Du aber ganz einfach mit einem Audio Amp, Sinusgenerator und 
Trafo ausprobieren.
Vorzugsweise einen Class-D Amp verwenden.
Für 400Hz / 350W war unsere 2KW AB Endstufe immer schon reichlich am 
ackern.

Trafos wickeln lassen ist immer so eine Sache.
Für Ferrit / Eisenpulver ist die Frequenz noch viel zu niedrig, also 
nimmt der Trafobauer die gleichen Bleche die auch in normalen 
Netzttrafos drin sind.

Das ganze wird sich sehr lastabhängig verhalten.
Über den Signalgenerator kannst Du bei konstanter Last alles haarfein 
einstellen.
Willst Du quasi ein Labornetzgerät das Spannung und Kurvenform konstant 
hält, wird das beliebig aufwändig.
Wenn Geld keine Rolle spielt kann man sowas fertig kaufen.

@TO:
Schau Dir mal diese App-Note von TI an:
https://www.ti.com/lit/an/snoa600b/snoa600b.pdf?ts=1631782675881&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F.

Den Booster nach Abb.5 habe ich aufgebaut und der funktioniert sehr gut. 
Mit entsprechenden Anpassungen geht der bestimmt auch bis 400V.

Zeno schrieb:
> Den Booster nach Abb.5 habe ich aufgebaut und der funktioniert sehr gut.
> Mit entsprechenden Anpassungen geht der bestimmt auch bis 400V.

Einfach zwei Stück davon in Brückenschaltung, dann kann es bei den +/- 
120 V bleiben. Q7 und Q8 kann man durch stärkere Typen ersetzen und die 
100 Ohm Widerstände verkleinern. Dann hat man genug Reserve für 
kapazitive Lasten.

Hi Hank und alle anderen,

die Problematik der Trafo-Lösung bei der unteren Frequenzgrenze hatte 
ich bei meinem ersten Post nicht bemerkt.
Daher würde ich jetzt auch eher zu einer rückgekoppelten 
Transistor-Endstufe tendieren.

In "The Art of Electronics", 3. Ausgabe aus 2015 ist in Fig. 3.111 ein 
1kV-Piezo-Treiber gezeigt, der im genannten Frequenzbereich 
funktionieren sollte. Folgende Eckdaten sind im Text zu finden:
- kapazitive Last: 10nF
- slew rate: 2V/µs
- Ausgangsstrom: >20mA
- push/pull output (totem-pole)

Vielleicht hilft dir das weiter...
Das Buch ist in jedem Fall empfehlenswert :-)

Viele Grüße,
 Jonathan

Prokrastinator schrieb:
> Versuche es doch erstmal mit einem normalen Netztrafo.

Nein, siehe folgender Text.

> Ich habe bis 800Hz noch nie einen Spezialtrafo gebraucht.
> Die etwas erhöhten Wirbelstromverluste machen den Kohl nicht fett.

Die 600Hz sind - wie gesagt - nicht "das Problem". Das (und nur
das) ist via etw. höhere Gesamttrafo- (und natürlich auch diesen
antreibende Endstufen-) Belastbarkeit leicht abdeckbar, dann ist
nämlich auch der Kern größer und steckt das eiskalt weg.

[Die Ideen mit M(W)OT würden zwar vielleicht auch gehen, allerdings
müßte dafür dann ja die Endstufe einen vglw. "gewaltigen" jedenfalls
unnötig hohen I_mag als Blindstrom bereitstellen können, daher finde
ich den Ansatz nicht so prickelnd - machbar wäre es aber schon.]

> Ich weiß halt nur nicht wie sich das verhält wenn Du bis 10Hz runter
> gehst.

Weil Falks Hinweis auf meine ausführliche Beschreibung der Umstände

Beitrag "Re: Sinusgenerator mit HV-Endstufe gesucht" ... Eigen-Zitat:

the core schrieb:
> Passende Lösungen wäre (...) ein 50Hz-Netztrafo, der im
> Grunde für 5fach höhere Spannung gedacht wäre (...)
> ein- wie auch ausgangs.

nicht deutlich genug war? Und deshalb gibst Du dem TO erneut diesen
(leider eben in dieser Form nicht durchführbaren! = falschen) Tipp:

 > Das kannst Du aber ganz einfach mit einem Audio Amp, Sinusgenerator 
und
> Trafo ausprobieren.

Noch einmal: "Das kannst Du Dir ganz einfach sparen, bringt nichts."

> Trafos wickeln lassen ist immer so eine Sache.

Eine prinzipiell gute Sache, denn so würde es klappen können.

> Für Ferrit / Eisenpulver ist die Frequenz noch viel zu niedrig, also
> nimmt der Trafobauer die gleichen Bleche die auch in normalen
> Netzttrafos drin sind.

Ja. Und er erhöht die L_mag auf >= das 5fache wie bei 50Hz. Amen.

> Das ganze wird sich sehr lastabhängig verhalten.

Das ist richtig, eben grad wegen der viel hochohmigeren Wicklung(en).

Edit:

Jonathan Schilling schrieb:
> die Problematik der Trafo-Lösung bei der unteren Frequenzgrenze hatte
> ich bei meinem ersten Post nicht bemerkt.

Was soll's - jeder macht Fehler. Auch finde ich es gut, daß Du dazu
stehst, und nicht einfach schweigend von dannen zogst. ,-)

> Daher würde ich jetzt auch eher zu einer rückgekoppelten
> Transistor-Endstufe tendieren.

Es geht sicher bestens (oder sogar besser) ohne Trafo - oben wurden
auch schon so einige "HV"- Transistorverstärker ins Spiel gebracht.

Mein Post war auch keineswegs "pro Trafo-Lösung" gewesen - vielmehr
hatte ich auf genau diese Realisierungsprobleme hinweisen wollen.

Da sich kein Röhrenamp-AÜ-Spezi meldete auf meinen Anstoß hin, ist die
"müßte gefertigt werden"-Trafo-Lösung sowieso leicht unattraktiv.

the core schrieb:
> er erhöht die L_mag auf >= das 5fache

25fache