Hallo,
Ich habe eine chemische Anwendung, wo zur Erzeugung eines extrem heißen,
kurzlebigen Plasmas eine Kondensatorbank mit 60 mF bei 400 V (2 mOhm
Serienwiderstand) entladen wird. Der Widerstand der Last ist nach der
Zündung ca 1 Ohm minimal, es fließen also ca. 400 A peak, da der Strom
durch eine Serieninduktivität begrenzt wird.
Ich würde aber das ganze gern noch schneller mit noch mehr Strom
entladen. Aktuell wird die Entladung durch ein (teures) Relay erreicht.
Gibt es nicht vielleicht eine Möglichkeit, einen Halbleiter anstelle des
Relays zu verwenden? Was wären denn da realistische Ströme, die mit
sowas für ca. 1-5 ms machbar sind? Gäbe es Bauteile die besonders
empfehlenswert wären?
Dachte ich auch. Aber ein 400 A igbt ist jetzt nicht so das Wald- und
Wiesenbauteil. Und ich habe keine Erfahrung, wie stark man die Dinger
pulsartig überlasten kann.
H. H. schrieb:> Nimm ein Wasserstoff-Impuls-Thyratron.
Er will keine A-Bombe zünden. Für "lausige" 400A, meinetwegen auch 1000A
reicht ein passender, old school thyristor.
CS45 oder CS60 von IXYS. Oder ein Oldie im Schraubgehäuse. Kann man
einfach per Pulstrafo zünden, aber bitte mit Schmackes und ausreichend
Strom.
Blitzi schrieb:> Dachte ich auch. Aber ein 400 A igbt ist jetzt nicht so das Wald- und> Wiesenbauteil. Und ich habe keine Erfahrung, wie stark man die Dinger> pulsartig überlasten kann.
Soweit es die SOA erlaubt.
https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#SOA_Diagramm
Das gibt es auch für Thyristoren und ähnliches.
Dem sollte man aber noch ne antiparallele Diode gönnen, die den gleichen
Strom aushält. Denn wo ein L ist, ist auch eine Schwingung und eine
Stromumkehr.
Für größeren Strom muß die Impedanz des Stromkreises kleiner werden. Ob
das mit speziellem Relais, Triac, IGBT, Thyratron oder Thyristor
gesteuert wird, häüngt von der persönlichen Vorliebe bzw. der Kenntnisse
des Konstrukteurs ab. Man kommt auf ähnliche Ergebnisse.
Falls Thyristor: Maximale Stromanstiegsgeschwindigkeit beachten!
Und wie Falk schon schrieb: Der Zündimpuls muß seinen Namen verdienen,
ordentlich Bumms.
Jörg
H. H. schrieb:> Joergk schrieb:>>> Und wie Falk schon schrieb: Der Zündimpuls muß seinen Namen verdienen,>> ordentlich Bumms.>> Also doch das Thyratron.
Wegen di/dt?
Joergk schrieb:> H. H. schrieb:>> Joergk schrieb:>>>>> Und wie Falk schon schrieb: Der Zündimpuls muß seinen Namen verdienen,>>> ordentlich Bumms.>>>> Also doch das Thyratron.>> Wegen di/dt?
Wegen "Mehr Power"(TM).
Blitzi schrieb:> es fließen also ca. 400 A peak, da der Strom> durch eine Serieninduktivität begrenzt wird.> Ich würde aber das ganze gern noch schneller mit noch mehr Strom> entladen.
Dann brauchst du mehr Spannung.
Die oben verlinkten Thyristoren dürfen ja auch nur 125A/µs schalten.
Das liegt an der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der leitenden
Zone im Kristall.
Bei einem richtigen Impuls ist die Show da längst vorbei.
Um die Situation etwas zu verbessern kann man evtl viele kleine SCR
nehmen, die gleichzeitig gezündet werden. Mit den Kondensatoren
möglichst sternförmig um die Last herum angeordnet.
Da bei dir aber die Stromanstiegsgeschwindigkeit durch die Drossel
begrenzt ist, hilft nur mehr Spannung und entsprechend leistungsfähige
Schalter.
Das erwähnte Thyratron oder auch eine getriggerte Funkenstrecke in Luft
(UV-Strahlung blockieren und Gehörschutz tragen!) kommen dafür in Frage.
Wen es interessiert, hier ist der originale Schaltkreis den wir gern
ersetzen würden:
https://static-content.springer.com/esm/art%3A10.1038%2Fs41586-020-1938-0/MediaObjects/41586_2020_1938_MOESM1_ESM.docx
Ich poste Mal nur den Link und kein Bild davon, wegen Copyright, es
handelt sich um die supplementary Information zu dem Paper hier:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-1938-0
Im Prinzip jagt man sehr viel Leistung durch Graphit und sprengt damit
alle Lagen auseinander, so dass Graphen übrig bleibt.
Diese Schaltung ist so krude mit dem Relay, das muss doch besser gehen!
Man achte auch auf den Preis der Spule und der Dioden in dem
Schaltkreis...
Thyristor ist ne gute Idee, aber wir wollen nicht immer voll entladen.
Je nachdem soll nach ein ist ms auch wieder Schluss sein.
Blitzi schrieb:> Gäbe es Bauteile die besonders> empfehlenswert wären?
Thyristoren gibt es für alle Spannungen und hohe Ströme,
löschen sich selbst bei Unterschreitung des Haltestroms...
Mit einem Impuls werden die gezündet...
Vielleicht mit SiC-Mosfet steuern. Schnelles ausschalten bei hohem
Stromfluß wird aber eine sehr interessante Dämpfungsaufgabe. Vielleicht
je 10mF + L + Mosfet + Dämpfung + Ansteuerung als Einheit, je nach
Leistungsbedarf mehrere zusammenschalten. Beispiel
https://www.st.com/en/power-transistors/sct50n120.html der kann 120A
Impuls.
Blitzi schrieb:> Wen es interessiert, hier ist der originale Schaltkreis den wir gern> ersetzen würden:>> https://static-content.springer.com/esm/art%3A10.1038%2Fs41586-020-1938-0/MediaObjects/41586_2020_1938_MOESM1_ESM.docx
AUA! Allein das Bild auf Seite 4 mit dem "Schaltplan" erfüllt die Hälfte
aller Klischees von Arduino-Bastlern und Akademikern, die fachfremd
arbeiten. Mein Gott, habt ihr keine angrenzenden Institute, wo Leute
arbeiten, die von Strom was verstehen?
Was soll der komische Trafo am Power Switch sein? Vermutlich kein Trafo
sondern ein Relais, das maximal unsinnig gezeichnet wurde. Und was soll
ein "Kill switch" sein? Wer oder was wird da "gekillt"?
> Ich poste Mal nur den Link und kein Bild davon, wegen Copyright, es> handelt sich um die supplementary Information zu dem Paper hier:
Wenn gleich natürlich die akademische Welt ganz besonders unter der
Denglischseuche leidet, könnte man mal 1 Minute versuchen, die nach
Kräften abzulegen. Was ist an "Zusatzinformationen zu einem
Forschungdokument" so schwierig?
> Im Prinzip jagt man sehr viel Leistung durch Graphit und sprengt damit> alle Lagen auseinander, so dass Graphen übrig bleibt.>> Diese Schaltung ist so krude mit dem Relay, das muss doch besser gehen!> Man achte auch auf den Preis der Spule und der Dioden in dem> Schaltkreis...
Man beachte, daß die "Erfinder" der Schaltung glauben, 400V DC mit einem
handelsüblichen Sicherungsautomaten sicher trennen zu können. Lastfrei
mag das gehen, aber sicher nicht wenn Strom fließt.
> Thyristor ist ne gute Idee, aber wir wollen nicht immer voll entladen.> Je nachdem soll nach ein ist ms auch wieder Schluss sein.
Dann müßt ihr halt vorher weniger laden. Dazu braucht es halt kein
unsinniges LED-Netzteil aus der Ramschkiste sondern ein gescheites
Labornetzteil. Sowas gibt es zu kaufen, auch zu einem akzeptablen Preis,
wenn gleich der deutlich über dem LED-Netzteil liegt!
Klar kann man auch mit einem fetten IGBT bzw. eine Parallelschalung
mehrere "Normaler" IGBTs einen Leistungsschalter (für dich:
Power-Switch!) bauen, den man auch wieder ausschalten kann. Mit der
Betonung auf "man". Wenn man die entsprechenden Kenntnisse und
Erfahrungen hat. Aber dabei darf man die Induktivität nicht vergessen!
Jaja, ich seh schon eure Freilaufdiode. Warum auch immer die mit 2,5 Ohm
gebremst werden muss.
Blitzi schrieb:> Thyristor ist ne gute Idee, aber wir wollen nicht immer voll entladen.> Je nachdem soll nach ein ist ms auch wieder Schluss sein.
Mache ich seit Jahren so:
Thyristor in Verbindung mit Quenchröhre.
Alternativ: Thyristor und Löschthyristor.
Sinniger ist aber die Kondensatorbank umschaltbar zu machen (z.B. bei
dir auf 10, 20 und 30mF aufteilen und dann entsprechend kombinieren je
nach Versuchsaufbau.
Seitdem ich das so habe, genügt die "einfache" Thyristorversion.
HP. M Vorschlag mit der getriggerten Funkenstrecke ist ebenfalls sehr
gut - läuft hier aber bei Spannungen die 3..5 mal höher sind. Denn da
ist die TSG günstiger als der Halbleiteraufbau.
Um schnell viel Strom durch eine Induktivität zu bekommen, benötigt man
viel Spannung.
Die holt man am besten aus einer zuvor schon mit Strom durchflossenen
Spule.
Fließt der Strom dann erstmal, kann man auch die Ladung der
Kondensatoren hindurchdrücken.
Ich sach ma: Doppelwumms! :-p
Gruß
Jobst
Jobst M. schrieb:> Um schnell viel Strom durch eine Induktivität zu bekommen, benötigt man> viel Spannung.
Ja, aber wer sagt, daß das WIRKLICH das Ziel ist? Vielleicht hat sich
der Erfinder der Schaltung mit der Drossel was gedacht? Zumal gar nicht
bekannt ist, wie groß die Drossel ist. Oh, ist ja im Dokument angegeben.
https://www.mouser.de/datasheet/2/410/C_80U-1892752.pdf
Eine fette Eisenkerndrossel mit 2 Wicklungen, die man zu 24mH/20A oder
6mH/40A verschalten kann. Die geht dann halt beizeiten in Sättigung.
Oder der Strom kommt gar nicht so hoch, weil die Zeitkonstante zu groß
ist? Wer weiß das schon, denn gemessen wird in dem Aufbau nix, man
glaubt und vertraut. So funktioniert Wissenschaft ;-)
Noch so eine Stilblüte.
"5. Provide a visible charge indicator. A 230 V clear glass
incandescent light bulb is a good choice as the glow on the filament
also provides an approximate indicator of the amount of charge on the
capacitor bank. Bright light = danger!"
Ne 230V Lampe an ner 400V Kondensatorbank hält nicht so lange ;-)
Schuster bleib bei deinem Leisten . . .
"10. Provide a "kill" circuit breaker switch to disconnect the sample
holder from the capacitor bank."
Eine noch sinnlosere Wortwahl ging wohl nicht? Wie wäre es mit einem
Sicherheitstrennschalter?
"14. Use circuit breakers rated for DC voltage. Most AC circuit
breakers have a DC rating 1/2 the voltage or less, since DC arcs are
much more difficult to suppress. Circuit breakers designed for DC solar
power systems are a good choice. "
Eine gute Empfehlung, wenn gleich die Behauptung, daß die bei DC 1/2
haben nicht mal ansatzweise stimmt. Sondern DEUTLICH weniger, so 10% und
weniger!
Nur komisch, daß der Verfasser des Dokuments seine eigenen Ratschläge
nicht befolgt, denn seine Sicherungsautomaten sind normale AC Typen! DC
Typen sind selten und deutlich teurer.
Helge schrieb:> Hier Häme ausschütten hilft nich. Am Ende zählt nur die Funktion> (Produkt).
Es gibt kein Produkt, nur einen zusammengebastelten Laboraufbau.
Hoffentlich sieht den kein Sicherheitsbeauftragter.
Blitzi schrieb:> Hallo,>> Ich habe eine chemische Anwendung, wo zur Erzeugung eines extrem heißen,> kurzlebigen Plasmas eine Kondensatorbank mit 60 mF bei 400 V (2 mOhm> Serienwiderstand) entladen wird. Der Widerstand der Last ist nach der> Zündung ca 1 Ohm minimal, es fließen also ca. 400 A peak, da der Strom> durch eine Serieninduktivität begrenzt wird.> Ich würde aber das ganze gern noch schneller mit noch mehr Strom> entladen. Aktuell wird die Entladung durch ein (teures) Relay erreicht.> Gibt es nicht vielleicht eine Möglichkeit, einen Halbleiter anstelle des> Relays zu verwenden? Was wären denn da realistische Ströme, die mit> sowas für ca. 1-5 ms machbar sind? Gäbe es Bauteile die besonders> empfehlenswert wären?
Wie oft soll hintereinander gepulst werden?
Wie konstant soll der Strom während des Pulses sein?
Ist die Polarität des Stroms relevant?
Soll die Pulsspannung einstellbar sein?
Und... weil`s immer wieder vergessen wird:
Sind Sicherheitseinrichtungen vorhanden, werden die getestet und
funktionieren die auch? Halb entladene Kondensatoren mit schon viel
geringeren Kapazitäten beißen mehr als nur unangenehm.
Da es nach einer Low-Budget Geschichte aussieht mag ich nicht viel mehr
dazu sagen als das solche Pulse technisch nicht sonderlich anspruchsvoll
sind wenn man die entsprechenden Bauteile zur Hand hat. Dicke Kabel,
eine saubere Ansteuerung und ausreichend Sicherheitstechnik drumherum
und... paßt schon.
Das was wirklich arbeit macht sind eine saubere Verkabelung und die
Robusteit der Elektronik, 400A und steile Spannungsflanken machen viel
Dreck in der Umgebung....
(Und ja, wir machen sowas mit etwas mehr Strom, auch die Spannung ist
höher und Relais haben unsere Systeme nur für sehr untergeordnete
Funktionen...)
Wenn ihr eine Uni seid und Interesse besteht.... melde Dich hier im
Forum an, ich kontaktiere Dich dann.
Falk B. schrieb:> Ne 230V Lampe an ner 400V Kondensatorbank hält nicht so lange ;-)
[ ] Du hast gesehen das diese mit einem (ohmschen) Vorwiderstand
betrieben wird, somit: paßt.
Falk B. schrieb:> Provide a "kill" circuit breaker switch to disconnect the sample> holder from the capacitor bank.">> Eine noch sinnlosere Wortwahl ging wohl nicht? Wie wäre es mit einem> Sicherheitstrennschalter?
Tja Falk: amerikanisches Englisch ist killswitch bzw. hier kill
circuit breaker die durchaus übliche Bezeichnugn für das (deutsche) Wort
Sicherheitstrennschalter/ Notausschalter .-)
touche, gell.
MiWi schrieb:> Wenn ihr eine Uni seid und Interesse besteht.... melde Dich hier im> Forum an, ich kontaktiere Dich dann.
DAS ist doch mal ein solider Vorschlag - danke Dir MiWi!
Andrew T. schrieb:>> Ne 230V Lampe an ner 400V Kondensatorbank hält nicht so lange ;-)>> [ ] Du hast gesehen das diese mit einem (ohmschen) Vorwiderstand> betrieben wird, somit: paßt.
Schöner Schmarn. Aber natürlich akademisch korrekt!
Weshalb die Kondenserbank entladen, wenn man die Last schalten kann.
Eine Kondenserbank kurzzuschliessen scheint mir extrem duemmlich.
Ich habe schon 600V in 20ns auf 50 Ohm geschalten, mit einer Pulsbreite
von 100ns-5us
Purzel H. schrieb:> Ich habe schon 600V in 20ns auf 50 Ohm geschalten, mit einer Pulsbreite> von 100ns-5us
boah ey, also 12A.
der TO redet nur von ms, dafür aber von mehr als 400A
Also erstmal: die Schaltung ist nicht von mir! Wenn ich ein Nature Paper
zu Graphen hätte, würde ich das auch nicht mehr aus Deutschland
schreiben, sondern aus den Bahamas. Und wenn man das dann auch noch mit
so einem rotzigen Aufbau schafft - der Knaller! Da ist auch der Arduino
verziehen.
Wir wollen den Aufbau nachbauen um uns spezielle Graphene zu backen.
Bevor ich jetzt aber 2000 Euro in sinnlose Komponenten investiere,
wollte ich hier nachfragen, wie es besser geht.
Die Drossel begrenzt die Anstiegszeit! Die Autoren drücken sich nicht
völlig verständlich aus, aber das soll wohl verhindern, dass das
Glasrohr explodiert und dass die komplette Elektronik in der Nähe
ausfällt.
Was da genau nötig ist und was nicht, tja. Wird nicht beschrieben. Ich
vermute aber, dass ein schnelleres Schalten, wenn es das Probenrohr
aushält noch besser ist.
Die Idee mit Kondensatorbank nicht voll laden statt im Puls abschalten
geht nicht. Es kommt auf die schnell ansteigende und abfallende Leistung
an. D.h. initial muss da eine hohe Spannung anliegen und ein langes
Nachglühen ist eher nicht so optimal.
Ob das alles wirklich funktioniert, weiß natürlich der Fuchs. Im "Nano"
Feld sind 80% der Paper unreproduzierbarer Mist. Man beachte die
Einschränkungen was die Autoren als Graphen ansehen. Wenn ich 10 Euro
für jedes Experiment, was angeblich super Material erzeugt, hätte, das
aber bei uns fehlgeschlagen ist, ich könnte die Idee oben mit den
Bahamas wieder aufleben lassen. Es ist eine absolute Katastrophe.
"Supplementary Information" oder "Supplement" ist ein Fachbegriff. Das
zu übersetzen würde zumindest bei uns eher Verwirrung stiften.
Blitzi schrieb:> Also erstmal: die Schaltung ist nicht von mir! Wenn ich ein Nature Paper> zu Graphen hätte, würde ich das auch nicht mehr aus Deutschland> schreiben, sondern aus den Bahamas.
Bei Hitze schreibt man nicht entspannt ;-)
> Wir wollen den Aufbau nachbauen um uns spezielle Graphene zu backen.
Na dann mal los!
> Bevor ich jetzt aber 2000 Euro in sinnlose Komponenten investiere,> wollte ich hier nachfragen, wie es besser geht.
Löblich.
> Die Drossel begrenzt die Anstiegszeit! Die Autoren drücken sich nicht> völlig verständlich aus, aber das soll wohl verhindern, dass das> Glasrohr explodiert und dass die komplette Elektronik in der Nähe> ausfällt.
Naja. So in etwa. Wobei, wenn man weiß was man tut, kann man ganz andere
Anstiegszeiten verkraften.
> Was da genau nötig ist und was nicht, tja. Wird nicht beschrieben.
Beschreib mal lieber das Mittelziel, sprich, welche Stromstärke soll wie
schnell erreicht und wie lange gehalten werden?
> Ich> vermute aber, dass ein schnelleres Schalten, wenn es das Probenrohr> aushält noch besser ist.
Das Rohr wird nur durch eventuell entstehende Gase und Drücke gefährdet.
Wenn der Kram halbwegs trocken ist und der Rest nicht total verdampft,
würde ich das entspannt sehen. Naja, nicht ganz, einen Splitterschutz
würde ich schon vorsehen wollen.
> Die Idee mit Kondensatorbank nicht voll laden statt im Puls abschalten> geht nicht. Es kommt auf die schnell ansteigende und abfallende Leistung> an. D.h. initial muss da eine hohe Spannung anliegen und ein langes> Nachglühen ist eher nicht so optimal.
OK, das ist doch mal ein Wort. Also doch abschalten. Geht mit einer
Parallelschaltung von IGBTs. Davon ein fetter Treiber und gut (naja, soo
fett muss der gar nicht sein, bei DEN Pulsbreiten reicht auch 1us
Schaltzeit und ein Treiber mit vielleicht 1-4A). Kann man über ein
einfaches, einstellbares Monoflop oder aus einem 08/15 Pulsgenerator
ansteuern.
https://de.rs-online.com/web/p/igbt/1459616
Sowas in der Art, der schaltet 100A im Pulsbetrieb. 5-10 Stück parallel,
fertig ist der Hochstrompulsschalter, der auch ausschalten kann. Und der
hat auch kein Problem mit einem hohen di/dt, zumindest deutlich weniger
als ein Thyristor. Also braucht es keine Drossel zur Begrenzung der
Stromanstiegsgeschwindigkeit. Das Eisenschwein aus dem Dokument ist so
oder nicht das Richtige.
> Ob das alles wirklich funktioniert, weiß natürlich der Fuchs. Im "Nano"> Feld sind 80% der Paper unreproduzierbarer Mist.
Also echte Forschung ;-)
> Man beachte die> Einschränkungen was die Autoren als Graphen ansehen. Wenn ich 10 Euro> für jedes Experiment, was angeblich super Material erzeugt, hätte, das> aber bei uns fehlgeschlagen ist, ich könnte die Idee oben mit den> Bahamas wieder aufleben lassen. Es ist eine absolute Katastrophe.
Tja, vielleicht weniger nachbauen, mehr selber gut forschen?
zur spule: meine unbedarfte meinung: beim zuschalten einer spule wird ja
energie im unsichtbaren elektromagnetischen feld gespeichert. ein fall
in diesen unendlich tiefen potentialtopf ist ungebremst, die
energieübertragung(volt) ist instantan, die spannung der kondensatoren
wird quasi anfänglich widerstandsfrei in das spulenfeld gesogen.
so habe ich mir als besonderes merkmal die lehre zu spulen gemerkt.
Blitzi schrieb:> Wir wollen den Aufbau nachbauen um uns spezielle Graphene zu backen.> Bevor ich jetzt aber 2000 Euro in sinnlose Komponenten investiere,> wollte ich hier nachfragen, wie es besser geht.
wie gesagt... melde Dich an und ich melde mich bei Dir....
400A und 400V für einige wenige ms sind nix was unsere Pulser sonderlich
anstrengt, die sind anderes gewohnt.
Blitzi schrieb:> da der Strom> durch eine Serieninduktivität begrenzt wird.> Ich würde aber das ganze gern noch schneller mit noch mehr Strom> entladen.
Erfahrungen aus einem Impulsprüfplatz:
- Induktionsfreie Kondensatoren (bei 60mF allerdings ne Ansage)
- Koaxiale Leitungsführung
- Induktionsfreie Widerstände.
- Behlke Schalter wenn das Budget anständig ist
Ansonsten baust Du was mit IGBTs oder Fets.
Massiv parallelschalten mit einem Gatetreiber der die auch schnell
aufbekommt. Das macht Behlke auch nicht anders.
400A peak ist garnicht dramatisch.
Wir hatten bis 20KV mit 1200A Peak.
Ein einzelner Fet IPA105N15N3 mit 10mR darf ja schon 100A für 10ms.
Und das ist ein TO220 den ich gerade am Wickel habe, also findest Du
weit besseres.
Ich glaube Ignitron wurde noch nicht genannt.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Ignitron
Die Dinger können problemlos Impulsströme im vermutlich zweistelligen
kA-Bereich schalten.
Rapp-Instrument verwendet die um eine HV-Kondensatorbank für Can-crush
Experimente zu entladen.
https://www.rapp-instruments.de/index8.htm
Die Geräte tauchen auch regelmäßig noch bei ebay auf.
Armin X. schrieb:> Ignitron
Hatte ich den TO falsch verstanden?
Wollte der jetzt flauschige 400A Schalten oder 400KA wie ein echter
Mann? 🙄
Also im Ernst, 400V und 400A sind nun nicht so das Ding.
Da nimmt man einen billigen 600V Fet in x-facher Ausfertigung, jeder mit
eigenem Gate Treiber weil man besonders ängstlich ist und fertig ist der
Lack. Die kosten nix, weil die Millionenfach in jedem Schaltnetzteil
sitzen.
Avalanchefeste Typen oder RC Snubber und ab dafür.
Keine 50€ Materialkosten.
Selbst ein einzelner SV6050NA2TP Thyristor im D2PAK für 8€ in der Mouser
Apotheke kann 550A für 16ms.
Nur mögen Thyristoren keine schnellen Stromanstiege.
In diesem Fall max 100A/us.
Das ist ein Kondensatorpulser.
Ein Puls, lange aufladen, nächster Puls.
Und das mit ziemlich entspannten Eckdaten.
Der induktionsarme Aufbau ist viel aufwändiger.
Vielen Dank schon mal für die tollen Tipps! Das mit den FETs reicht
vielleicht. Jedenfalls ist es billig genug, es mal zu probieren.
Angenommen, man würde so eine Induktivität nehmen, ist diese unglaublich
teure Diode da wirklich nötig? Oder geht das auch günstiger? Mit FET
kurzschließen bei umgekehrter Polarität oder sowas?
>Tja, vielleicht weniger nachbauen, mehr selber gut forschen?
So funktioniert das mit der Forschung: nachmachen was die Kollegen
gemacht haben um dann den nächsten Schritt zu gehen. Wir haben ein
Bisschen das Problem, dass wir teilweise "Anwender" der Ergebnisse sind,
also nicht immer direkt auf dem Gebiet selbst arbeiten - Chemiker halt,
der einen Syntheseweg aus einem Paper benutzt um Substanz X
herzustellen, nicht weil er das so mag, sondern weil er Substanz X
braucht um eine neue Reaktion zu entwickeln.
Falk B. schrieb:> Eine fette Eisenkerndrossel mit 2 Wicklungen, die man zu 24mH/20A oder> 6mH/40A verschalten kann. Die geht dann halt beizeiten in Sättigung.
Die Anwendung als Sättigungsdrossel ist vllt der eigentliche Zweck des
Eisenklotzes.
Dadurch bleibt der Strom für einen Moment niedrig, bis die
Relaiskontakte vollständig geschlossen sind, und steigt beim Einsetzen
der Sättigung sehr schnell auf den Endwert.
Wegen der dann geringen Induktivität ist die darin gespeichete Energie
auch viel geringer, als wenn die Drossel für den Spitzenstrom
dimensioniert wäre.
Solche Sättigungsdrosseln hat man früher in mechanischen
Synchrongleichrichtern für riesige Ströme und vllt 400V in Chloralkali-
oder H2O2-Elektrolyseanlagen verwendet, um die Kontakte zu schonen.
Blitzi schrieb:> unglaublich> teure Diode
Auch da kann man günstige Allerweltstypen parallelschalten.
Ich habe den Sinn der Induktivität aber nicht verstanden.
Ich denke Du willst besonders schnell schalten mit möglichst hohem
Strom.
Da minimiert man eigentlich mit erheblichen Aufwand die Induktivitäten.
Blitzi schrieb:> Vielen Dank schon mal für die tollen Tipps! Das mit den FETs reicht> vielleicht.
Nimm besser IGBTs, die sind bei 400V im Vorteil. Die Ansteuerung ist die
gleiche.
> Angenommen, man würde so eine Induktivität nehmen, ist diese unglaublich> teure Diode da wirklich nötig?
Nein, denn das ist eine MONSTER-Diode, die 560A DAUERSTROM aushält, wenn
man sie richtig kühlt. Du hast nur 400A+ Pulsstrom für wenige
Millisekunden. Da reicht ein 65A Diode, die hat je nach Typ 600-knapp
1000A Pulsstrom.
https://www.digikey.de/de/products/detail/vishay-general-semiconductor-diodes-division/VS-65EPS12LHM3/9467430> Oder geht das auch günstiger? Mit FET> kurzschließen bei umgekehrter Polarität oder sowas?
Lass mal. Eine passive Diode ist genau das Richtige, vor alle bei DEINEN
E-Technik Kenntnissen. Oder noch besser. Nimm die Hilfsangebote von
Profis an. Das geht deutlich schneller, besser und SICHERER!
Die "Schaltung" im doc hat auch eine Leistungssteuerung. 10
Kondensatoren, die man bei Bedarf zusammenschaltet, bis die
Impulsenergie reicht. Damit entfällt doch dann das schnelle ausschalten?
Die Probe dürfte anfangs elektrisch gutmütig sein, ein Widerstand. Erst
nach Zündung entsteht dadrin eine Entladung.
Die Aufladung der Kondensatoren ist auch unkritisch. Ob man 300V oder
600V auflädt, man muß halt nur die Zündenergie erreichen.
Ich würde pro Kondensator ein Schaltelement (Mosfet, Thyristor, IGBT)
vorsehen. Damit bleiben die Ströme im Bereich häufig verwendeter
consumer Bauteile.
Max M. schrieb:> Da nimmt man einen billigen 600V Fet in x-facher Ausfertigung, jeder mit> eigenem Gate Treiber weil man besonders ängstlich ist und fertig ist der> Lack. Die kosten nix, weil die Millionenfach in jedem Schaltnetzteil> sitzen.> Avalanchefeste Typen oder RC Snubber und ab dafür.
Die Parallelschaltung passt vielleicht im eingeschalteten Zustand aber
im Avalanche-Betrieb kriegt man den Strom nicht sinnvoll verteilt auf
die parallelen Mosfets, bei der Durchbruchspannung gibt es
Exemplarstreuung und noch dazu einen negativen Temperaturkoeffizienten,
der erste Mosfet der im Avalanchebetrieb leitet wird warm, leitet noch
besser und übernimmt dann den ganzen Strom.
Abgesehen davon ist die gespeicherte Energie in der Spule ziemlich groß,
24 mH mit 400A sind theoretisch immerhin 1.92 kJ (real vermutlich
weniger, die Drossel ist nur für 20A DC spezifiziert und geht bei 400A
wahrscheinlich in die Sättigung). RC Snubber sollte möglich sein, könnte
aber auf eine zweite kleinere Kondensatorbank nur für den Snubber
hinauslaufen.
Ich würde zu einem IGBT-Modul raten. Grob überschlagen sollte ein
IXGN400N60B3 (54€ bei Mouser) passen, da hat man bei 15V
Gate-Ansteuerung ca. 2V bei 400A (Fig. 1. Output Characteristics @ 25C),
also 800W Verlustleistung. In "Fig. 11. Maximum Transient Thermal
Impedance" kann man für eine Dauer von 100ms einen Wert von ca. 0.07 K/W
ablesen, grob geschätzt würde sich das Teil in 100ms damit um 800 * 0.07
= 56 Grad erwärmen, wäre also noch Ok (und bei 400A ist der 60mF
Kondensator in 60ms leer, 100ms sind also schon großzügig gerechnet).
Eventuell reichen die 600V nicht, der Snubber muss ja die Spannung
begrenzen auf die Maximalspannung des IGBT und das ist deutlich
einfacher wenn der IGBT etwas mehr verträgt. Ist aber auch kein
wirkliches Problem, der Infineon FZ300R12KE3G kann z.B. 1200V und sollte
von den restlichen Daten her ebenfalls passen, ist aber etwas teurer.
Ach ja eine vernünftige Gate-Ansteuerung ist auf jeden Fall nötig bei so
hohen Strömen. Also einen passenden Gate-Treiber auswählen und mit 15V
betreiben. Gibt übrigens auch galvanisch getrennte Gate-Treiber wie z.B.
den HCPL-3120, könnte eventuell sinnvoll sein für die Anwendung.
