Hallo Zusammen, ich möchte mit einem Royer Oszillator eine Hochspannung erzeugen. Dieser beinhaltet einen Hochspanungstransformator, welcher nachfolgend eine 3-stufige Hochspannungskaskade ansteuert um am Ausgang eine DC-Hochspannung zu erhalten. Funktioniert alles so weit gut. Jedoch habe ich das Problem, dass ab einer bestimmten Last am Ausgang der Hochspannungskaskade das Oszillatorsignal am Resonanzkondensator des Royer Oszillators einbricht. Es sieht so aus als ob sich ein zweiter Schwingungsmodus ausbildet und deshalb den Wirkungsgrad erheblich reduziert. Wird die Last weiter erhöht so springt die gewünschte Resonanzfrequenz in den zweiten Schwingungsmodus (höhere Frequenz) wodurch die Bauteile des Royer Oszillators erheblich warm werden. Zur Veranschaulichung hier ein paar Bilder des Spannungseinbruchs bei unterschiedlichen Lasten sowie der zugehörige Schaltplan. Meine Fragen sind, wie kommt es zu dem unerwünschten Spannungseinbruch und was kann dagegen unternommen werden? Vielen Dank für alle Lösungsansätze Grüße ansys01
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Schaltplan.jpg
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Leerlauf_28.57kHz.bmp
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Volllast_20.3kHz_75kHz.bmp
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Trafokopplung zu fest? Kerne erzeugen Oberwellen (wg. Kernsättigung), wimre wurden die bei den Zeilentrafos durch gute Dimensionierung und Sperrkreise bekämpft. Näheres i.d. älteren Fachliteratur. Evtl. hilft eine Luftspule (Tesla)?
Filter schrieb: > Kerne erzeugen Oberwellen (wg. Kernsättigung) Allerdings bei höherer Last nicht im Trafo, aber in der Drossel könnte es passieren.
Thorsten F. schrieb: > Hallo Zusammen, Schaltplan.jpg 83 KB Leerlauf_28.57kHz.bmp 1,2 MB Teilllast_22.2kHz_85kHz.bmp 1,2 MB Volllast_20.3kHz_75kHz.bmp 1,2 MB Siehe Bildformate. Dein Schaltplan ist verwaschen, deine Screenshots elendig groß. PNG ist das Mittel der Wahl. > ich möchte mit einem Royer Oszillator eine Hochspannung erzeugen. > Dieser beinhaltet einen Hochspanungstransformator, welcher nachfolgend > eine 3-stufige Hochspannungskaskade ansteuert um am Ausgang eine > DC-Hochspannung zu erhalten. Funktioniert alles so weit gut. Jedoch habe > ich das Problem, dass ab einer bestimmten Last am Ausgang der > Hochspannungskaskade das Oszillatorsignal am Resonanzkondensator des > Royer Oszillators einbricht. Es sieht so aus als ob sich ein zweiter > Schwingungsmodus ausbildet und deshalb den Wirkungsgrad erheblich > reduziert. Das ist in gewisser Weise unvermeidlich, denn der Kaskadeneingang ist nichtlinear. > Wird die Last weiter erhöht so springt die gewünschte > Resonanzfrequenz in den zweiten Schwingungsmodus (höhere Frequenz) > wodurch die Bauteile des Royer Oszillators erheblich warm werden. Was heißt denn erheblich? Selbst wenn das 100°C wären, wäre das für einen Transistor OK. > Zur > Veranschaulichung hier ein paar Bilder des Spannungseinbruchs bei > unterschiedlichen Lasten sowie der zugehörige Schaltplan. Was denn für Lasten? Wie hoch ist deine Ausgangsspannung und Strom? Du hast 1M Ausgangswiederstand, da kann nicht so viel Strom fließen. > Meine Fragen sind, wie kommt es zu dem unerwünschten Spannungseinbruch > und was kann dagegen unternommen werden? Vermutlich ist der Koppelfaktor in deinem Trafo zu hoch. Solche Trafos sind eher wie Klingeltrafos mit eher kleinem Koppelfaktor von vielleicht 0,5-0,9. Damit wird zwar die max. Ausgangsleistung vermindert, aber auch die Rückkopplung der Kaskade auf den Primärkreis reduziert. Zum schnellen Testen kann man mal eine passende Drossel auf der Sekundärseite in Reihe schalten, aber die müßte dann schon recht groß sein, vermutlich mehrere Millihenry. Hmm.
Filter schrieb: > Kerne erzeugen Oberwellen (wg. Kernsättigung), So ein Unsinn. Der Trafo ist im Leerlauf magnetisch am höchsten belastet, bringt dort aber ein astreines Signal. > wimre wurden die bei den > Zeilentrafos durch gute Dimensionierung und Sperrkreise bekämpft. Ein Zeilentrafo 8Sperrwandler) arbeitet GANZ anders als der Trafo eines Royer Converters (Flußwandler). > Näheres i.d. älteren Fachliteratur. Toller Tip! Einfach googlen, dan findet man das schon! > Evtl. hilft eine Luftspule (Tesla)? Du bist der Gewinner des Tages beim Bullshit-Bingo! PS Was sollen die komischen, grünen Striche im Schaltplan?
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Schau mal, ob du nicht unzulässige neg. Spannungsspitzen auf die Basisanschlüsse gibst.
> Du bist der Gewinner des Tages beim Bullshit-Bingo!
Contra. Diesen Platz hält der Troll mit seinem mehrere kW starken
hermetischen Kältemittelverdichter als Entlöt-Vakuumpumpe - und ich weiß
nicht wie man ihm diesen Platz am heutigen(!) Freitag noch nehmen
möchte.
Ohne Kenntnis der induktiven Bauteil-Parameter? Was soll das? Kurz gesagt braucht man szsg. "Datenblätter" oder zumindest "Datenblatt-Werte" - wofür es keines gibt, wie für den Trafo selbst (Selbstbau nehme ich an), ein provisorisches solches selbst_zusammenstellen (Kerntyp, genauer Wicklungsaufbau, Windungszahlen...), und auch bzgl. Drossel jibbet mehr als "680µH" (auch wenn L auf den ersten Blick nicht recht hoch erscheint für unter 100kHz, könnte sie je nach Strom passen). SO kann man hier nicht effektiv mit einer Analyse beginnen. Wie sieht allgemein der Aufbau aus? (Beschreibung/Fotos)? Und was ist "die Last" an [HSP-], außer dem Vervielfacher? Bis das alles sauber aufgeführt/geliefert wird, kann man nur herumraten - die Signalform allein zeigt nicht "das Problem".
Falk B. schrieb: > Filter schrieb: >> Kerne erzeugen Oberwellen (wg. Kernsättigung), > > So ein Unsinn. Der Trafo ist im Leerlauf magnetisch am höchsten > belastet, bringt dort aber ein astreines Signal. Übrigens: Weder Trafo- noch Drosselkern sollten hier sättigen. Die Drossel soll eine L haben, hoch genug, um praktisch als KSQ wirken zu können (das ist ein "stromgespeister (Gegentakt-) Oszillator"). Und es soll hier auch keine "Umschaltung bei Trafo-Sättigung" erfolgen wie beim originalen ROYER (dieser hier heißt so, weil alle ihn so nennen, aber es ist eigentklich Baxandalls Version des "stromge..." etc.). Ob die induktiven BE den Anforderungen genügen, ist aber noch nicht völlig klar hier (vor allem bei der Drossel), und auch sonst recht wenig.
Vielen Dank für die ganzen Infos, bei dem Trafo handelt es sich um ein Trafo der Fa. Sumida. Dieser muss aus kostengründen eingesetzt werden und sollte nicht verändert werden. Hab leider nur ein ganz schlechtes Datenblatt siehe Anhang sorry... Der Koppelfaktor des Transformators (gemessen) liegt bei ca.- 0,7. Die Größe der Drossel sollte eigentlich ausreichen, da diese mindestens das 2-3 fache der Primärinduktivität haben soll. Werde aber trotzdem diese mal vergrößern und schauen ob dies einen Einfluss auf die Spannungseinbrüche hat. Weshalb kann die Nichtlinearität der Kaskadendioden zu einem solchen Spannungseinbruch bzw. Resonanzsprung führen?. Mir ist klar, dass dadurch Oberwellen entstehen, welche durch Deformation des Sinussignal sich widerspiegeln aber doch nicht so extrem wie in meinem Fall. Der max. Laststrom liegt bei ca. 1,6 mA. Die Spannungseinbrüche sind aber schon wesentlich früher (Laststrom ca. 0,2 mA) erkennbar. Diese werden dann mit zunehmenden Laststrom immer größer. Das mit den unzulässigen Spannungsspitzen an den Basisanschlüssen werde ich mal überprüfen. Melde mich zurück sobald ich was näheres weis Grüße ansys01
Was noch auffällt. Die Basiswiderstände sind an einem ungünstigen Punkt angeschlossen, nämlich an der Mittelanzapfung. Das funktioniert zwar, aber nicht optimal. Sinnvollerweise schließt man die direkt an VCC an. Es reicht auch ein Basiswiderstand, der wird durch die Steuerwicklung auf die beiden Basen umgeschaltet. Deine Transistoren sind 8A Monster. Naja, wenn's scheeeee macht ;-) An sich sollte so eine kleine Kaskade nicht so viel Stress machen. Irgendwas klemmt da.
Thorsten F. schrieb: > Die Größe der Drossel sollte eigentlich ausreichen, da diese mindestens > das 2-3 fache der Primärinduktivität haben soll. Werde aber trotzdem > diese mal vergrößern und schauen ob dies einen Einfluss auf die > Spannungseinbrüche hat. Es kommt nicht NUR auf den Induktivitätswert an, auch wenn höhere nicht schaden kann, sollte hauptsächlich ihr_Kern_nicht_sättigen im Betrieb. (Wichtig sind also auch I_sat, und auch L_sat-@-I_sat, I_rms ist der thermische Grenzwert, ... Dann noch ein "Basteltip": Hat man 2, 3, ... Drosseln mit ausr. Strombelastbarkeit (thermisch und auch I_sat), könnte man sie DANN seriell schalten (wenn die L einer allein nicht reicht).) Ich könnte noch viel dazu sagen, aber das ist im Grunde unnötig: tja schrieb: > Kenntnis der induktiven Bauteil-Parameter > (auch die Drossel ist eins) > Kurz gesagt braucht man szsg. "Datenblätter" > oder zumindest "Datenblatt-Werte" Bitte also so viele Infos wie möglich. Es wäre auch nicht das erste mal, daß es an "sättigender Drossel" scheitert (auch wenn ich bezweifle, daß sehr bald wieder jemand - so, wie kürzlich - einen hochpermeablen Ferrit ohne Luftspalt bewickeln wird, um eine "Drossel mit hoher L", zu gewinnen... was natürlich ähnlicher Käse ist, wie eine Gleichtakt-Filter- Drossel. Beides ist als Speicherdrossel ziemlich unbrauchbar.). Thorsten F. schrieb: > Weshalb kann die Nichtlinearität der Kaskadendioden zu einem solchen > Spannungseinbruch bzw. Resonanzsprung führen?. Mir ist klar, dass > dadurch Oberwellen entstehen, welche durch Deformation des Sinussignal > sich widerspiegeln aber doch nicht so extrem wie in meinem Fall. Doch, das muß gar nicht "unnormal" sein. "Perfekt" sind die Signale nur bei "perfekter" Dimensionierung.
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Last___5_53_M.png
11 KB
sorry, dass ich mich erste jetzt zurückmelde. habe schnellere HV-Dioden verwendet. Der Spannungseinbruch bzw. das Ausbilden einer zweiten Resonanzfrequenz siehe Anhang konnte somit auch bei höherer Last unterdrückt werden. Vielen Dank an Alle
ansys01 schrieb: > habe schnellere HV-Dioden verwendet. Was heißt denn schnellere? Welchen Typ hast du vorher und jetzt benutzt? Für so eine Kaskade kann man auch bei eher moderaten 20kHz keine 1N4007 mehr verwenden.
Alles gut, schön daß Du Dich überhaupt mit der Lösung des Problems zurückmeldest. Das machen leider viel zu wenige. Welche Dioden hattest Du vorher verwendet und welche jetzt? Edit: Die 1N400x taugen fast nur als Netzgleichrichter. Ich hab in meiner frühen Lernphase welche davon an meinem ersten Schaltnetzteil-Selbstbau zerblasen, bevor ich überhaupt wusste, daß Dioden verschiedene Schaltgeschwindigkeiten haben. Und das waren nur 35kHz oder so, aber mit richtig Bumms, im Wesentlichen ein Nachbau des Netzteils einer KFZ-Audio-Endstufe.
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Hallo Falk, zuvor hatte ich SMD-Dioden MX2500W verwendet. Bei den jetzigen handelt es sich um bedrahtete Dioden DD1000. Gruß ansys01
ansys01 schrieb: > SMD-Dioden MX2500W ?-| Is es evtl. FM2500W?! https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/339882/RECTRON/FM2500W.html https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/204954/DIOTEC/DD1000.html (Nur Service)
von Thorsten F. schrieb: Jedoch habe ich das Problem, dass ab einer bestimmten Last am Ausgang der Hochspannungskaskade das Oszillatorsignal am Resonanzkondensator des Royer Oszillators einbricht. Das ist doch normal, irgendwann kommt immer der Punkt wo ab einer bestimmten Last die Spannung einbricht. Du mußt dann eben mit der Last unter diesen Punkt bleiben, oder die Transistoren stärker ansteuern. Du könntest Dioden an den Transistoren zwischen Basis und Emitter schalten, also Kathode an Basis und Anode an Masse. Und vielleicht noch einen Stützkondensator hinter der Drossel nach Masse, dann ist daß Ding sterker belastbar.
@Günter Lenz: Leider scheinst Du weder diese Schaltung zu verstehen, noch die TE richtig gelesen zu haben. (Schon gar nicht die Bilder betrachtet.) Der TO sprach von keiner verringerten Amplitude / U_aus bei ähnlicher Signalform - das zeigen auch die Bilder. Günter Lenz schrieb: > Stützkondensator hinter der > Drossel nach Masse, dann ... sterker belastbar Weißt Du nicht, was (Konstant-)Stromspeisung bedeutet?
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