Schaltung Verständnisfrage

Frank G. schrieb:

Ich verstehe nicht, was C5 hier macht.

Den Trafo gleichspannungsfrei.

Der Trafo muss im Mittel gleichspannungsfrei betrieben werden. Selbst bei 50% PWM wurd er das nicht weil C14 und C15 eventuell unterschiedliche Ladespannungen haben. C5 sorgt dafür, dass auf längere Zeit (mehrere PWM Takte) im Mittel 0V über der Primärwicklung liegen, damit der Trafokern nicht durch DC sättigt.

Phasenschieber S. schrieb:

Meinst du nicht, daß die Gleichrichterbrücke "HV-Bridge" falsch eingezeichnet ist?

Nicht nur das. R8 und R25 sind vertauscht und der Wickelsinn einer der beiden Wicklungen des Gegentaktübertragers ebenfalls.

Der kleine Kapazitätswert legt die Vermutung nahe, dass hier, in Verbindung mit der Streuinduktivität der Primärwicklung des Übertragers, ein Serien-Resonanzkreis geschaffen wird, wie man es vom LLC-Wandler her kennt.

Hallo, vielen Dank für die Antworten und die Erklärung. Die Schaltpläne sind nicht von mir, sondern kommen hier her: http://donsthings.blogspot.com/2017/01/k40-lps-repair-and-test.html

Mein Netzteil ist leicht anders, wenn auch konzeptionell gleich. So ist bei mir C5 z.B. 1uF und ich habe zwei Flyback-Transformatoren in Serie. Daher glaube ich nicht, daß es ein LLC-Wandler sein sollte.

Ich habe nun gemessen, daß der LLC mit ca. 9kHz ausschwingt. Er wird aber mit 90kHz angesteuert. Macht es Sinn den Kondensator zu verkleinern, um die Eigenfrequenz der Ansteuerung anzupassen?

Enrico E. schrieb:

Nicht nur das. R8 und R25 sind vertauscht und der Wickelsinn einer der beiden Wicklungen des Gegentaktübertragers ebenfalls.

Mir stellt sich gerade die Frage was das überhaupt soll. Wenn man eine PWM an die beiden Mosfets gibt dann schalten die nur für eine kurze Zeit und diese Zeit hängt dann auch noch von der PWM Frequenz ab. Warum erzeugt man die 20kv so kompliziert und nicht direkt über einen Übertrager und Mosfet in entsprechender Dimensionierung?

Hallo Max, ich habe das falsch ausgedrückt. Die angegebene Schaltung entspricht im Leistungsteil meinem powersupply. Bei mir ist nur ein zweiter HV Transformator in Serie zum Ersten, der Kondensator hat 1uF und liegt zwischen den HV Trafos und dem Stromsensor. Die Ansteuerung ist wie in der Schaltung beschrieben mit einem TL494. Die Ansteuerung des TL949 ist bei meinem PS leicht anders, aber das macht ja nichts für den Leistungsteil. Das ist noch eine andere Baustelle mit falsch ausgelegten low pass Filtern und "zu Tode dämpfen", um 2.2V Ripple eines billigen Schaltnetzteiles zu tolerieren, Mischung aller Massen incl. Schrittmotorsteuerung obwohl Optokoppler verbaut sind, usw. . Das habe ich aber soweit im Griff.

Die Resonanzkatastrophe ist genau meine Befürchtung. Da werde ich mich dann mal langsam annähern und beobachten, wie das System sich verhält. Ich benutze nun einen Teensy um das Push-Pull Signal an den Trafo zwischen Steuerung und Leistungsteil zu geben, so kann ich die Pulslänge sehr gut kontrollieren.

Nach den letzten Tests weiß ich nun, daß der Strom zu gering ist. Ich habe die Sekundärseiten (hinter dem Gleichrichter) der HV Trafos parallel geschaltet. Die Röhre zündet ohne Probleme, kann dann aber den anfangs erhöhten Strom nicht liefern. Vieviel das ist, wüßte ich gerne, habe aber keinen induktiven HF Strom-Tastkopf für kleine Ströme und die sind mir einfach zu teuer. Der initiale Überschlag geschieht nur auf der nicht Masse Seite, ich muß also auf der HV Seite messen und kann nicht einfach die Massereferenz ändern und dann über einen Widerstand messen. Der Widerstand der Röhre ist in der Startphase hochgradig nicht linear: Der Ausgansstrom ist in den ersten uS 0, ich kann also nicht am Ausgang messen. Wenn es jemanden interesiert, das Verhalten von Entladungsröhren beim Starten ist in diesem Paper sehr schön beschrieben: Electric Breakdown in Long Discharge Tubes at Low Pressure (Review) von Ionikh

Nach den ersten 1-2 Millisekunden, wenn die Ionisierung im Gleichgewicht ist, wäre der Strom wieder ausreichend. Mit dem Teensy könnte ich in Resonanz starten und nach einer ms wieder auf die 9kHz gehen... Ob das geht???? (hier müßten mehrere skeptische Emojis hin) Vielleicht würde ein größerer Kondensator auf der HV Seite reichen, um über die ersten us zu kommen.

Ich habe mit einem 150W anstelle meines 60W PS getestet, welches den benötigten Strom liefert. Dieses hat aber über 30kV (wahrscheinlich benötige ich nicht einmal 10kV) was zu chaotischem Verhalten in den ersten us führt und schwer zu regeln ist. Wiederum kann ich da den Strom nicht messen aus o.g. Gründen.

Ich glaube inzwischen, daß das PS falsch ausgelegt ist. Die hohe Spannung wird benutzt, um mit "Gewalt" durch die ersten 2 ms zu kommen. Das sollte nicht nötig sein, wenn der Strom ausreichend groß wäre. Danach ist die Röhre fast ohmisch und braucht nur 20mA für eine Laserleistung von 60W. Die Effizienz kenne ich nicht, da mir hier wiederum die Meßmittel fehlen.

Frank G. schrieb:

Ich benutze nun einen Teensy um das Push-Pull Signal an den Trafo zwischen Steuerung und Leistungsteil zu geben

Um einen Switching Controller in Software nachzubilden, braucht es schon verdammt viel Wissen und Erfahrung. Bei Mouser gibt es eine reichhaltige Auswahl an Switching Controller für 1, 2 oder 4 MOSFETs. CPUs werden dafür eher selten verwendet.

Um einen Switching Controller in Software nachzubilden, braucht es schon verdammt viel Wissen und Erfahrung. Bei Mouser gibt es eine reichhaltige Auswahl an Switching Controller für 1, 2 oder 4 MOSFETs. CPUs werden dafür eher selten verwendet.

Das funktioniert eigentlich ganz gut. Es ist aber auch nicht meine erste uC Programmierung. Einen Schaltregler (TL494) hat die Schaltung ja aktuell.