Im Rahmen meiner Diplomarbeit entwerfe ich einen Multilevel-Converter aus isolierten H-Brücken. Diese bestehen aus mehreren isolierten HVDC-Quellen (1-3 kV) die in H-Brücken/Vollbrücken an deren Ausgang in Reihe geschaltet werden können. Dabei kann jede Stufe (bspw. 2 kV) entweder zugeschaltet (+2kV), abgeschaltet werden (0kV) oder entgegengesetzt (-2kV) geschaltet werden. So kann am Ausgang mit 25 dieser Stufen +/- 50 kV erzeugt werden. Die Schaltsignale werden dabei von einem Arduino Due erzeugt und optisch übertragen. In meinem Fall soll am Ausgang eine Frequenz von >100kHz erreicht werden können. Hierbei sind gängige Schalter SiC-Mosfets, welche allerdings komplizierte Treiber erfordern, zu denen ich gerade recherchiere. Dabei bin ich auch auf Firmen wie z.B. Behlke gestoßen, die Komplettlösungen für HV-Schalter anbieten, allerdings habe ich noch keine Preise erhalten. Jetzt zur Frage: Hat jemand von euch Anregungen zu Hochspannungs-/Hochfrequenzschaltern bzw. allgemein Tips zu meinem Vorhaben? Das Thema HV-Multilevel-Converter ist allgemein komplex aber machbar. Momentan ist das Schalten die schwierigste Angelegenheit. Bei Fragen zum Problem schreibt mir auch gern.
Willst du ernsthaft +/- 2000 Volt mit 200 kHz übertragen (oder umschalten), oder habe ich dich missverstanden? Ich frage nach, weil ich fürchte, dass wir Menschen vorher den Mars bevölkern, bevor uns dieses Kunststück gelingt.
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Willi B. schrieb: > allgemein Tips zu meinem > Vorhaben? Nur den offensichtlichsten, das die HV Netzteile nicht beliebig irgendwo auf HV Potential gehangen werden können. Du scheinst von HV so viel Ahnung zu haben wie die Kuh vom Rückenschwimmen. Die HV Netzteile kosten ein Vermögen, Behlke Schalter kosten ein Vermögen und Dein Vorhaben ist nicht mal machbar mit üblichen Netzteilen. Worin der Sinn bestehen soll, wage ich nicht mal zu fragen. 50KV? Nee klar, Du machst das schon.
Lieber Steve van de Grens, lieber Michael, ich bitte euch konstruktive Kommentare zu schreiben oder zu fragen und nicht so einen unqualifizierten Nonsens von euch zu geben. Michael schrieb: > Die HV Netzteile kosten ein Vermögen HV DC/DC Wandler kosten rund 100€ (z.B. XP-Power/American Power Design). 12V DC auf 3000V DC (10W) Michael schrieb: > Nur den offensichtlichsten, das die HV Netzteile nicht beliebig irgendwo > auf HV Potential gehangen werden können. Möchtest du deine Kritik vielleicht verständlich formulieren? Eine Kaskadierung von HV DC/DC Wandlern schlägt der Hersteller vor, eine Kaskadierung bis 50 kV ist mit Rücksprache zu XP-Power wie in meinem Vorhaben möglich. Michael schrieb: > Du scheinst von HV so viel Ahnung zu haben wie die Kuh vom > Rückenschwimmen. > Die HV Netzteile kosten ein Vermögen, Behlke Schalter kosten ein > Vermögen und Dein Vorhaben ist nicht mal machbar mit üblichen > Netzteilen. Wow, du scheinst echt wütend zu sein und wenig Ahnung von der Materie zu haben. Dass Behlke Schalter ein Vermögen kosten kann ich mir denken. Dennoch warte ich auf ein Angebot und versuche hier derweil Meinungen zu Alternativen einzuholen. Informiert euch bitte zu DBD-Plasma-Netzteilen sowie dem Stand der Technik. Das Vorhaben ist durchaus Umsetzbar und Schalter mit weitaus höheren Frequenzen sowie Spannungen (3300 V SiC Mosfet) sind mittlerweile etabliert. > Worin der Sinn bestehen soll, wage ich nicht mal zu fragen. > 50KV? > Nee klar, Du machst das schon. Ich denke das wird dir auch nicht weiterhelfen, wenn du sowas hier von dir gibst. Ich freue mich dennoch wenn jemand vielleicht qualifiziertere Antworten auf meine Fragen bzw. Anregungen zum Thema hat. Gruß Willi
Pass bei den DCDCs auf, dass Du bei den meisten DCDC nicht den Ground beliebig verschieben kannst. Also wirst Du in der Regel nicht aus 3 hintereinander geschalteten 1000 Volt DCDC Wandlern 3000 Volt machen koennen. Wenn etwas bei erhoehter Spannung laengere Zeit sicher arbeiten willst, mach Dich auch mit dem Begriff "Working Voltage" in den Datenblaettern vertraut.
Wie gross wird die Last? Sind wirklich 50kV/200 kHz geplant? Welche Ladestrom erwartest Du durch die kapazitive Last? Gibt es schon ein aehliches funktionsfaehiges Projekt?
Hallo Uwe, danke für deinen Input. Die Konverter sollen untereinander am Eingang komplett isoliert sein, das heißt sie sehen jeweils am Ausgang nur ihre Potentialdifferenz (z.B. 2 kV). Es werden außerdem isolierte DC/DC Konverter verwendet, bei denen die Ein/Ausgänge galvanisch getrennt sind. Der Ausgang soll dann komplett schwebend sein, eventuell mit einem hochohmigen Widerstand am Ausgangs "Ground" gegen Erde, um den Ausgang nahe der Erde zu halten. Der Multilevel-Converter soll zur Erzeugung von DBD-Plasma mit variabler Frequenz und variablen Wellenformen (zeitlich versetztes Zu- und Abschalten der einzelnen Stufen ermöglicht beliebige, gestufte Wellenformen) dienen. Es gibt zahlreiche Veröffentlichungen die ähnliches Vorhaben schon realisiert haben. Dabei sind experimentell ermittelte Ersatzlasten 0,5-42 pF und 6 kΩ (Reihenschaltung RC). Die 50 kV sind fest, >100 kHz sind noch diskutable Vorgabe. Hierbei ist die Umsetzung schwierig aber bereits in einigen ähnlichen Projekten gelungen. Daher möchte ich es zunächst weiter verfolgen und hoffe auf Expertise und Kritik. Gruß Willi
Hallo Willi, ich baue mir z.Z. einen 230V Inverter mit kaskadierten H-Brücken (www.mikrocontroller.net/topic/561257#7544363) und habe auch schon etwas mit SiC 300V-Synchonwandlern gespielt. Wie wäre es, wenn Du die Energie für die H-Brücken in Akkus zwischenspeicherst? Dann vermeidest viele Probleme. Gate-Ansteuerung: zur Signalübertragung werden gerne Lichwellenleiter benutzt, wenn die Optokoppler die Spannung nicht überbrücken können. SiC-Dioden eignen sich gut als Bootstrap-Dioden zur High-Side-Versorgung. VG, Bernd
"Es werden außerdem isolierte DC/DC Konverter verwendet, bei denen die Ein/Ausgänge galvanisch getrennt sind". Diese galvanische Isolation vertraegt aber i.d.R. nicht viel. Ueberdenkt doch nochmals Deine geplante Verschaltung. Zeige uns die Verschaltung, wenn da an den DCDCs keine hohen Differenzen zwischen Ein-und Ausgang herrscht.
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Hallo Bernd, danke für deine Antwort. Bernd K. schrieb: > Wie wäre es, wenn Du die Energie für die H-Brücken in Akkus > zwischenspeicherst? Dann vermeidest viele Probleme. Ja das ist eines der vielen Probleme und wahrscheinlich die Beste Lösung. Eine Lichtwellenleiter-Übertragung ist bereits implementiert, deinem Tip zu den Dioden gehe ich nach. Danke dir! Gruß Willi
Hallo Uwe, im einfachsten Fall sind die einzelnen HV-Stufen Batteriegespeist, also ist theoretisch eine sehr hohe Durschlagsspannung realisierbar. Gruß Willi
Willi B. schrieb: > im einfachsten Fall sind die einzelnen HV-Stufen Batteriegespeist, Super Plan. Wenn die Rödelkiste also anfängt ganz merkwürdige Dinge zu tun, runterfahren, warten, auseinanderbauen und erstmal 25 Batteriefächer neu bestücken. Dann wieder zusammenbau, die Isolation für 50KV(!) herstellen und weiterstümpern. Nur das ich das richtig verstehe. Du schreibst eine Diplomarbeit, bei der Du fertige HV Netzteile mit fertigen HV Brücken einsetzen möchtest, um mit einem 25 stufigen Multilevelkonverter 50KV mit 100Khz mittels eines Arduino zu schalten? Ich greife mir mal eine der zahlreichen Sollbruchstellen raus und frage ganz ketzerisch: Bei einer bequemerweise angenommenen Ausgangskapazität von 1nF, geschaltet mit 100Khz, bei 50.000V, welcher Strom fliesst denn da und welcher Leistung entspricht das?
Hallo Michael, erneut bitte ich dich, konstruktiv zu sein, ansonsten hat dein Kommentar hier keinen Wert. Fragen an dich: -was ist dein Hintergrund, dass du hier so salopp Aussagen formulierst? -hast du bereits ähnliche Projekte realisiert? Wenn ja was waren die Schwierigkeiten? -bei gegebener Aufgabe, wie würdest du diese Lösen? Wie würdest du vorgehen? -Wenn du die Sollbruchstellen schon vor Augen hast, nenne diese doch kurz, das würde mir sehr helfen mein eigenes Vorgehen kritisch zu hinterfragen -falls du die Aufgabe als nicht umsetzbar einschätzt, was würdest du ändern um diese Lösbar zu machen? Ich antworte mal in deinem Stil: Michael schrieb: > Wenn die Rödelkiste also anfängt ganz merkwürdige Dinge zu tun, > runterfahren, warten, auseinanderbauen und erstmal 25 Batteriefächer neu > bestücken. Es existieren Schalter, mit denen man mechanisch niedrige Spannungen wie die einer Batterien schalten kann (die kosten kein Vermögen! ;)). Man könnte gar davon ausgehen eine simple und günstige Lösung sei nicht unmöglich! Zum Beispiel Kippschalter über Kunststoff-Gestänge gekoppelt. Damit schafft selbst ein unerfahrener und naiver Student eine Batterie auf 50 kV Potential zu trennen. Ziel des Aufbaus ist keine kommerzielle Lösung sondern lediglich die Machbarkeit zu demonstrieren. Michael schrieb: > Dann wieder zusammenbau, die Isolation für 50KV(!) herstellen und > weiterstümpern. Ich denke du bist hier stümperhaft, denn so arrogante Antworten zu formulieren ohne dabei konstruktiv zu sein zeugt nicht gerade von Ahnung, sondern eher von pessimistischer Meinung. Ich freue mich über konstruktive Kritik sowie Expertise! Fühl dich gedrückt - Willi
Willi B. schrieb: > konstruktiv zu sein, Beantworte doch mal die Frage und wende Grundlagenwissen an. Dann kommst Du schon drauf das alleine lächerlich kleine 1nF bei 100Khz und 50KV 1,5MW Leistung bedeuten. Und dann versuch mal einen Aufbau hinzubekommen bei dem Du NUR 1nF treiben musst. Du träumst da was zusammen. Nun also Kippschalter die ein Batteriefach das 50KV über Netz hängt, einfach mal so trennen. Hör doch mal auf so einen Müll zu erzählen und fang an zu überlegen. Bau mal einen Schalter der 50KV trennt. Oder noch besser: Kauf mal einen 50KV Schalter. Dann bekommst Du mal eine Vorstellung davon in welcher Größenordnung sowas liegt (Preis und Bauform). Mein Background? Selbstständiger Entwickler mit 30 Jahren Erfahrung der u.A Schaltnetzteile und einen 20KV / 300W Impulsprüfplatz gebaut hat. Du liegst nicht ein bischen daneben oder übersiehst ein wichtiges Detail. Du liegts so weit daneben das ich kaum wüsste wo ich anfangen soll, um den bodenlosen Krater Deiner Unwissenheit zu füllen. Fang mal mit 10KV an und versuch die mit 1Khz zu schalten. Da schauen wir mal weiter.
Moin, Michael schrieb: > Ich greife mir mal eine der zahlreichen Sollbruchstellen raus und frage > ganz ketzerisch: > Bei einer bequemerweise angenommenen Ausgangskapazität von 1nF, > geschaltet mit 100Khz, bei 50.000V, welcher Strom fliesst denn da und > welcher Leistung entspricht das? Ja, viel, aber wer hat denn von so einer gigantische Kapazität von 1nF geredet? Ich arbeite auch in dem Bereich HV und habe oft erlebt dass die Leute bei 20kV immer gleich denken: "man, was braucht man da für dicke Kabel, man ist das lebensgefährlich, ..." Nen Funken zwischen Türkleppe und Finger schaltet auch 5kV / 50A in unter 10ns. Und? Wo ist da die Kunst? Gruß, Roland
Hall Willi, Die Akkus lädt man natürlich nur im ausgeschalteten Zustand. Ich würde so vorgehen: Alle Low-Side-Schalter der H-Brücken aktivieren, um die Minus-Pole der 25 Akkus zu verbinden. Danach müssen nur noch 25 Ladestifte des Pluspols in die HV-Bereiche einfahren, um alle Akkus - die dann parallelgeschalten sind - zu laden. (z.B. 20cm tief) Ein Ladegerät reicht. Keine Ahnung aber die Koppelkapazitäten durch eine derartige Ladeapparatur halte ich für minimal. VG, Bernd PS: bei so einem Thema wäre ich gerne wieder Student
Moin, ich habe mal ein Paper aus China gesehen, da haben sie etwas entfernt ähnlich so aufgebaut, dass jede Schaltstufe auf gleicher geringer Spannung lief und die Outputs alle parallel auf die Primärseite ein HV-Trafos gingen. Dadurch spart man sich die ganze galvanische Trennung. Das Ding konnte aber nur Impulse einstellbarer Höhe (durch gleichzeitiges Auslösen von mehr oder weniger Stufen) und undefinierter Länge. Ich fand's eher dubios. Batterien wurden hier zu Versorgung ja schon vorgeschlagen. Ja... bei 10ns Schaltzeit und bis zu 50kV musst du auf jeden Fall all die parasitären Kapazitäten im Auge behalten. Ich glaube nicht, das ein DCDC-Wandler das kann. Selbst bei Batteriebetrieb sollte man jede einzelne Spannungsstufe separat gut abschirmen. Ach ja, noch ein potenzielles aber lösbares Problem: Koronaentladung und daraus resultierende statische Aufladungen. Also alle Stufen mit geeigneten Widerständen im Mittel in Nähe der Masse halten. Ach ja, ich meine gehört zu haben, dass die bei Behlke viele Gate-Transformatoren mit guter Isolation verwenden. Hilft bei deinem Projekt aber nicht weiter, weil damit nur alle MOSFETS gleichzeitig geschaltet werden können. Gruß, Roland PS.: Finde die Idee sehr interessant, haben hier lange darüber nachgedacht, wie man zumindest die Flankensteilheit der Hochspannung einstellbar machen könnte. Die kaufbaren Hochspannungsverstärker sind jedenfalls viel zu langsam, als das es relevant wäre. (Relevant: Spannung erreicht doppelte Zündspannung bevor es zur Entladung kommt)
Willi B. schrieb: > Wow, du scheinst echt wütend zu sein und wenig Ahnung von der Materie zu > haben. Da gewöhnt man sich hier im Forum nach einiger Zeit dran. Hat nichts mit deinem Betrag zu tun. Michael hat halt nicht gelernt, die schlechte Laune an seiner Frau raus zu lassen, so wie sich das gehört.
Hallo Willi Noch vor der Technik: Den allgemeinen Ton im Thread empfand ich als Salopp aber nicht angreifend. Deine Reaktion löst beim mir Unverständnis aus. Das soll aber nicht das Thema sein. Es wird dir niemand eine 1:1 Lösung liefern. Ich diskutiere aber gerne deine Ideen mit ihren Vor und Nachteilen. Nur ein paar technische Probleme vor denen du stehst, die jedes für sich lösbar sind aber sauberes rechnen, passende Ausrüstung und für eine gute Lösung leider auch Erfahrung voraussetzen: Dein Grundkonzept ist ein durchaus gängiger Ansatz um bei kleinen Leistungen Leistungselektronik für den Hochspannungsbereich zu bauen. Deine Spannungen sind damit grundsätzlich erreichbar, bei der Dynamik haben hier einige erhebliche Zweifel. Was wirklich geht hängt von der genauen Realisierung ab. Leider ist das schnell mal Faktor 10 weniger als du dir wünschst. Die Stromversorgung ist eine Herausforderung. Damit hast du dich offensichtlich schon beschäftigt. Wenn du ein konkretes Konzept mit Datenblatt eines Einkaufteils oder Schema einer Eigenbaulösung online stellst lässt sich darüber konstruktiv diskutieren. Mit Messmöglichkeiten wirst du dich auseinandersetzen müssen. Du kannst evtl. auch rein gesteuert fahren aber auf eine Last in unbekanntem Zustand blind lostakten ist nicht immer eine gute Idee. Meist kommt man um etwas Regeln nicht herum und dafür braucht es Messwerte. Sicherheit ist ein grosses Thema. Entladung im ausgeschalteten Zustand, Berührschutz der Anschlüsse usw. Dinge wie: Was passiert wenn dein Arduino abstürzt und keine neuen Gatesignale kommen. Was passiert wenn am Ausgang ein Durchschlag auftritt usw. Ansteuerung über Glasfaser/POF musst du suchen was schnell genug ist. Die meisten sind es für deine Taktfrequenz nicht. Bei denen die schnell genug sind darauf achten das ohne aktive Ansteuerung ein sicherer Zustand gehalten wird. Potentialsteuerung, Coronaentladungen und generell Teilentladungsfestigkeit sollten für dich keine Fremdworte sein. Spannungsfestigkeit geht bei hohen Frequenzen deutlich weniger als bei 50Hz. Messausrüstung für Inbetriebnahme / Fehlersuche zur Verfügung haben und sinnvoll einsetzen können ist auch noch so ein Thema wo du wohl mindestens Unterstützung brauchst. Etwas Erfahrung mit schnell taktenden Halbleitern dürfte eine Grundvoraussetzung sein. Für einen erfahrenen Leistungselektroniker eine Spielwiese um sich mal richtig auszutoben. Direkt ab Studium kann man da mit etwas Unterstützung viel bei lernen. Das bedeutet aber gleichzeitig das nicht jedes gesteckte Ziel erreichbar sein wird. Mein Hintergrund: Studium Energietechnik, da war das ganze HV Geraffel mit dabei. Hardwareentwickler mit 20 Jahren Berufserfahrung in Leistungselektronik bis 4kV. viel Erfolg hauspapa
Daniel D. schrieb: > Michael hat halt nicht gelernt Na wenn es dummes Zeug zu erzählen gibt in einer dieser endlosen mc.net Neuauflagen von 'Dumm und Dümmer' ist der Daniel irgendwie nie weit weg. Nur mit Fachkompetenz hält er sich stehts vornehm zurück.
Zunächst noch eine Klarstellung: es soll auf HV-Seite geschaltet werden, also 2kV +/- in jedem "Level" des Konverters. In Einigen Antworten klang es so, als würdet ihr vom Schalten der (z.B:) 12 V - Seite der HV DC/DC Wandler ausgehen. Michael schrieb: > 1nF Lies bitte die anderen Beiträge, wer hat davon geredet? Michael schrieb: > Bau mal einen Schalter der 50KV trennt. > Oder noch besser: Kauf mal einen 50KV Schalter. Erneut: du scheinst entweder nicht mitzulesen, mitzudenken oder keine Ahnung zu haben und nur deinen Unmut äußern zu wollen. Es geht nicht darum 50 kV zu schalten, sondern 12V die u.U. auf 50 kV Potential zur Erde liegen. Bernd K. schrieb: > Hall Willi, > Die Akkus lädt man natürlich nur im ausgeschalteten Zustand. > Ich würde so vorgehen: > Alle Low-Side-Schalter der H-Brücken aktivieren, um die Minus-Pole der > 25 Akkus zu verbinden. Danach müssen nur noch 25 Ladestifte des Pluspols > in die HV-Bereiche einfahren, um alle Akkus - die dann > parallelgeschalten sind - zu laden. (z.B. 20cm tief) Ein Ladegerät > reicht. Danke für deinen Input. Ich habe darüber noch nicht viel nachgedacht aber ich denke zur Not implementiert man 25 Batteriehalter für 18650er und nutzt DC/DC Wandler um z.B. auf 12 V für den Eingang der HV DC/DC Wandler zu kommen. Deinen Ansatz verstehe ich nicht ganz, wenn die H-Brücken geschaltet sind, dann sind die Ausgänge der HV DC/DC Wandler betroffen, nicht die Eingänge. Durch die galvanische Trennung der Seiten 12V <-> 2000V bringt das nicht viel. Roland D. schrieb: > ich habe mal ein Paper aus China gesehen, da haben sie etwas entfernt > ähnlich so aufgebaut, dass jede Schaltstufe auf gleicher geringer > Spannung lief und die Outputs alle parallel auf die Primärseite ein > HV-Trafos gingen. Dadurch spart man sich die ganze galvanische Trennung. > Das Ding konnte aber nur Impulse einstellbarer Höhe (durch > gleichzeitiges Auslösen von mehr oder weniger Stufen) und undefinierter > Länge. Ich fand's eher dubios. Es ist auch eine Idee, das Schalten auf niedriger Spannungsebene umzusetzen, dann ist man aber vom Frequenzgang des Trafos abhängig. Das heißt, DC-Spannungen können überhaupt nicht abgebildet werden und ich kenne mich nicht im Detail aus mit passenden Trafos aber denke keiner überträgt 1-100 kHz. S. K. schrieb: > Es wird dir niemand eine 1:1 Lösung liefern. Ich diskutiere aber gerne > deine Ideen mit ihren Vor und Nachteilen. Ja das ist mir klar. Ich suche nach Austausch und Meinungen :) S. K. schrieb: > Leider ist das schnell mal Faktor 10 weniger > als du dir wünschst. Das wäre ja auch eine Erkenntnis die im Rahmen einer DA als "Erfolg" zählen kann. S. K. schrieb: > Ansteuerung über Glasfaser/POF musst du suchen was schnell genug ist. > Die meisten sind es für deine Taktfrequenz nicht. Bei denen die schnell > genug sind darauf achten das ohne aktive Ansteuerung ein sicherer > Zustand gehalten wird. Das Thema habe ich schon bewältigt, da gibt es günstige Lösungen. Bei Interesse kann ich das kurz darstellen. Deine Infos zu Messmitteln und Bedenken zur Sicherheit nehme ich gerne an. Danke für deinen Input. Gruß an Alle
Willi B. schrieb: > sind, dann sind die Ausgänge der HV DC/DC Wandler betroffen, nicht die > Eingänge. Durch die galvanische Trennung der Seiten 12V <-> 2000V bringt > das nicht viel. Diese galvanische Trennung ist doch garnicht nötig, oder übersehe ich ein Problem? Der Akku floated einfach mit dem Potential der jeweiligen H-Brücke mit. Das erspart dir das Schalten des Minus-Poles des Akkus. Bernd
Nett, ein 50 kV Cascaded H-Bridge Converter, sieht man auch nicht jeden Tag. Könntest du mal genauer spezifizieren, was mit 100 kHz Ausgangsfrequenz gemeint ist? Willst du eine PWM machen und benötigst dann noch ein Ausgangsfilter? Ist mit 100 kHz die PWM Frequenz oder was anderes gemeint? Ich habe mir auch mal kurz die Behlke Schalter angesehen. Kennt jemand zufällig Anwendungen für sowas und weiss was die Teile wirklich können? https://www.behlke.com/separations/separation_c8.htm (Was für ein furchtbares Homepage Design...) Angeblich gibts die für > 100 kV Sperrspannung bei mehreren 100 A Stromrating. Abgesehen davon dass ich erhebliche Zweifel daran habe dass die Teile das auch nur ansatzweise aushalten: für welche Applikation wäre das gedacht? Schaltwandler wird man damit ja nicht bauen. Roland D. schrieb: > Ja, viel, aber wer hat denn von so einer gigantische Kapazität von 1nF > geredet? Du wirst bei 25 Zellen grösste Mühe haben die parasitären Kapazitäten zu minimieren und 1 nF scheint mir bereits optimistisch. Die Kapazitäten sind eines der grössten Probleme bei Cascaded H-Bridge Konvertern. S. K. schrieb: > Dein Grundkonzept ist ein durchaus gängiger Ansatz um bei kleinen > Leistungen Leistungselektronik für den Hochspannungsbereich zu bauen. > Deine Spannungen sind damit grundsätzlich erreichbar, bei der Dynamik > haben hier einige erhebliche Zweifel. Was wirklich geht hängt von der > genauen Realisierung ab. Leider ist das schnell mal Faktor 10 weniger > als du dir wünschst. Dieser Einschätzung würde ich mich anschliessen.
Diode E. schrieb: > Abgesehen davon dass ich erhebliche Zweifel daran habe dass > die Teile das auch nur ansatzweise aushalten: Du kannst bei behlke davon ausgehen das die das mindestens aushalten und zwar unter allen garantierten Einsatzbedingungen. Dafür kostet ein Schalter, nicht H-Brücke, sondern Einzelschalter, dann einen mittleren 4stelligen Betrag auf der nach oben offenen Skala. Behlke baut aber auch gerne Spezialversionen nach Kundenwunsch. Was behlke bis zur Perfektion draufhat ist mehrere in Reihe liegende Transistoren so zu schalten das zu keinem Zeitpunkt ein einzelner durch Überspannung die Grätsche macht. Und die einzige Art das zu erreichen ist es den Halbleiter durchzusteuern bevor der durchschlägt. Was der TO da zusammenfantasiert sind 25Brücken aus jeweils mehreren dieser Schalter die 50KV sehen, wenn die sich nicht absolut symetrisch aufteilen. Und das werden die nicht. Also noch mehr Symetriernetzwerke, mehr Verkabelung, mehr Isolation, mehr parasitäre Eigenschaften und schon treibt man fette Induktivitäten und Kapazitäten mit, die eigene LC-Kreise bilden, Überschwinger und spektakuläre Abbrände verursachen. Und jeder dieser Schalter wird entweder durchsteuern wenn die Momentanspannung zu hoch wird, oder er wird durchschlagen und kaputt sein. Und das ganze mit 50KV. Wir hatten unsere liebe Mühe 20KV unter realen Bedingungen in den Griff zu bekommen. Alle Teile mehrfach isoliert, lackiert, unter Öl betrieben, große Abstände und ohne spitze Strukturen an denen sich Felder konzentrieren. Hat drei Labornetzgeräte und zwei Oszis auf dem Weg gekostet. Dazu haben wir uns vieles selber bauen müssen, weil HV Equipment selten, teuer oder einfach nicht beschaffbar ist. Diode E. schrieb: > Anwendungen für sowas Z.B. Atombombenzünder. Wir haben Impulsprüfplätze damit gebaut. Wenn namhafte Bauelementehersteller z.B. Widerstände für Zündkabel herstellen, ist die Impulsfestigkeit und die Zerstörungsschwelle nicht geraten. Diode E. schrieb: > 1 nF scheint mir bereits optimistisch Mir auch. Ich habe das nur mal so angenommen, um zu verdeutlichen wie unglaublich weit man von den Wunschvorstellungen des TO weg ist, wenn man nur mal in der Lage wäre so etwas simples wie einen kapazitiven Blindwiderstand ins Verhältniss zur Spannung zu setzen. Scheint aber die ganz große Wissenschaft zu sein hier. HV bedeutet große Strukturen, große Abstände, viel Material und das bringt ganz automatisch größere parasitäre Eigenschaften mit sich, mit denen man sich abfinden muss. Wir haben das 20KV / 300W Netzteil selber entwickelt, die in ÖL liegenden HV Schalter und einen vollständig koaxialen Aufbau, um nur einen einzelnen Hochspannungsimpuls mit der nötigen Flankensteilheit bis zu Prüfling zu bekommen. Mit EINEM Behlke Schalter. Das Niveau auf dem hier über mal eben 50KV mit >100Khz und irgendwelche über Kippschalter getrennte Batterieversorgung gefaselt wird, ist einfach nur lächerlich. Über HV zu quatschen ist auch ganz leicht. Seinen gummibehandschuhten Arm mit Abgleichschraubendreher in die Eingeweide eines HV Erzeuger zu stecken und in Erwartung des möglichen Durchschlages die Spannung hochzudrehen ist etwas völlig anderes. Das ist keine HV Kaskade am Farbfernseher. Man hantiert dort mit HV Leistung. Der simple Einschlag in den Finger, zum gegenüberliegenden Metallteil verursacht eine tiefe, durchgehende und extrem schmerzhafte Verbrennung von der man lange was hat Der Einschlag über die Herzstrecke, bedeutet den Tod. Ende und aus. Keine zweite Change sich dumm zu verhalten. Hat man erst gesehen was einem Bauteil widerfährt das sich in 1000 Teile zerlegt und hat man auch nur den geringsten Selbsterhaltungstrieb, ist die reale Arbeit an HV erheblich weniger lustig als völlig unbedarft dummes Zeug darüber zu fantasieren. Das hier ist mal wieder eines dieser 'ich bin neu in der Elektronik und möchte mir ein 10KW Schaltnetzteil bauen' Projekt. Und da dem TO jegliche Erfahrung fehlt ist kleiner Anfangen vollkommen unter seiner Würde, jeder mit Erfahrung wird niedergebrüllt wie er es wagen kann unliebsame Fakten zu benennen und selbstverständlich sammeln sich die gleichen wissenbefreiten wie in jedem dieser Threads und geben ihre wahnsinning tollen Einschätzungen zum Besten, weil ja auch sie zu höherem berufen sind ohne den beschwerlichen Weg über die Basics zu gehen. Am Ende diskutiert wieder mal Dumm mit Dümmer und natürlich hört man dann nie wieder was von dem Projekt.
welches Isolationsmedium ist vorgesehen? 50kV 100kHz ionisieren teilchen und schlagen gnadenlos meterweit durch Luft: https://youtu.be/Z8AfX8KEpCs?si=_HGxBPOOHxHI2kae Bist du sicher, dass du wirklich keinen Trafo nutzen und die Schaltaktionen auf LV machen willst? Im Video ist ein Trafo zu sehen, DC kann der natürlich nicht.
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Zunächst einmal an dich, Michael: wenn du hier der Experte wärst, hättest du es wohl kaum nötig hier Leute zu beleidigen.. Michael schrieb: > Am Ende diskutiert wieder mal Dumm mit Dümmer und natürlich hört man > dann nie wieder was von dem Projekt. Ich bitte dich auch wenn du hier im Forum mit deinem frustrierten Halbwissen lossprudelst einfach besser zu lesen. Weder schaltet ein Schalter 50 kV noch sieht ein Schalter die gesamte Spannung zu irgendeiner Zeit. Die Spannungslevel haben keinen Bezug zu einander, daher sieht jeder Schalter im ungeschalteten Zustand genau die Spannung die das jeweilige Level bereitstellt. Auch verstehst du bis jetzt nicht, was es heißt einen Trennschalter für 3,7V Batteriezellen oder 12V Batterien zu implementieren. Wenn du wirklich Bedenken hast, dass das funktioniert, dann belies dich doch einmal zum Stand der Technik und berichte darauf aufbauend deine (mittlerweile uninteressante) Meinung. Das würde hier helfen. Ich bin mir nicht sicher, ob du studiert hast, aber irgendwo muss jeder mal Anfangen. Wenn dabei aber nur alte unglückliche Besserwisser antworten dann ist das wenig motivierend und auch kontraproduktiv. Die 1-2 Dinge die du hier angemerkt hast, die einen Wert für das Thema haben hättest du auch in drei Sätzen formulieren können. Ich denke du solltest dich mal mit dir selbst beschäftigen als hier mit der Keule zu schwingen und ich wünsche dir dass du glücklich wirst im leben. Nun wieder zum konstruktiven : Diode E. schrieb: > Nett, ein 50 kV Cascaded H-Bridge Converter, sieht man auch nicht jeden > Tag. Könntest du mal genauer spezifizieren, was mit 100 kHz > Ausgangsfrequenz gemeint ist? Willst du eine PWM machen und benötigst > dann noch ein Ausgangsfilter? Ist mit 100 kHz die PWM Frequenz oder was > anderes gemeint? Es geht um grundsätzliche erstmal um eine Rechteckwelle mit 100 kHz. PWM ist bei der Anwendung nicht vorgesehen. Wenn das klappt sollen andere Wellenformen realisiert werden (gestufter Dreieck/Sinus/Sägezahn) Wenn der Konverter am Ende nur 10 kHz schafft, was bereits viele Veröffentlichungen ausreichend belegen (Michael staunt!) wäre das auch ein Erfolg. Bernd K. schrieb: > Diese galvanische Trennung ist doch garnicht nötig, oder übersehe ich > ein Problem? Der Akku floated einfach mit dem Potential der jeweiligen > H-Brücke mit. Das erspart dir das Schalten des Minus-Poles des Akkus. Ja das ist richtig. Bisher ging ich davon aus, die isolierten Versionen der DC/DC Wandler zu nutzen und eine andere Versorgung als Batterie zu realisieren. Bei Batteriebetrieb ist das nicht nötig. Diode E. schrieb: > Du wirst bei 25 Zellen grösste Mühe haben die parasitären Kapazitäten zu > minimieren und 1 nF scheint mir bereits optimistisch. Die Kapazitäten > sind eines der grössten Probleme bei Cascaded H-Bridge Konvertern. Hast du dazu Literatur, oder genauere Erfahrungen? An welche parasitäre Kapazitäten denkst du da? Allgemein noch an Alle: Ich danke für die Teilnahme an der Diskussion. Als eigenständiges Thema in dieser Diskussion interessiert mich noch: Aktuell ist es Thema, wie man die neuere Generation SiC-Mosfets (1200V, 1700V, 3300V) ansteuert (Gate-Driver). Hat jemand damit Erfahrung? Michael? Hierbei sollte es doch möglich sein, ohne Spott und Fokus auf Nebensächlichkeiten zu antworten. Danke im Voraus
Willi B. schrieb: > Zunächst einmal an dich, Michael: wenn du hier der Experte wärst, > hättest du es wohl kaum nötig hier Leute zu beleidigen.. Gibt es einen Grund warum du auf die Bedenken von Michael nicht eingehst? Ich kenne mich mit HV nicht aus, aber die Ausführungen von ihm hören sich nach viel Wissen und Erfahrung in diesem Bereich an. Du scheinst das nicht zu haben, schmetterst aber trotzdem alles ab und willst lieber über den Umgangston diskutieren.
Willi B. schrieb: > An welche parasitäre > Kapazitäten denkst du da? Hänge einen leitenden Körper mit Angelschnur mitten in einen freien Raum und er wird doch eine Kapazität zur Umgebung haben. Schalte einen Halbleiter mit hoher Geschwindigkeit und er wird alleine über seine Anschlussbeine und Bonddrähte eine wesentlich Induktivität aufbauen und eine Kapazität zur Umgebung. Potenziere das mal 1000 für jeden mm Draht, jedes Bauteil, jede Leiterbahn und ganz besonders für jede Übertragerwicklung. Deine Idealisierte Bauelementbetrachtung kannst Du nämlich gerade bei HV und schnellen Schaltern gepflegt zuhause lassen. Du schwingst große Reden was andere Leute schon alles geschafft haben, drückst Dich aber extrems schwammig aus was Du eigentlich tun willst. zeichne mal lieber ein Prinzipschaltbild in das man dann mal Potentiale eintragen kann. Du irrst Dich nämlich m.E. fundamental in Deinem Glauben welche Strecke welches Potential sieht und worüber parasitäre Bauteileigenschaften liegen mit denen Du nicht rechnest. Willi B. schrieb: > Hat jemand damit Erfahrung? > Michael? Ja, habe ich, in der Tat. Ich entwickel nämlich unter anderem Schaltnetzteile und mache EMI Entstörung. DU, kannst gerne einen Beratervertrag mit 'Sympatiezuschlag und Schmerzensgeldaufpreis' mit mir abschliessen oder Dir Deine Erfahrung selber erarbeiten. Du bist mit nämlich erheblich zu arrogant und großmäulig dafür Dir für lau zu helfen.
Ja ich bin für jede Kritik dankbar und auch für: "Das klappt nicht weil:..:" Bei Michael gefällt mir der arrogante Ton nicht, selbst wenn er viel Erfahrung habe und ich keine. Ich finde mit jedem Wissensgefälle und auch mit möglicherweise naiven oder dummen Vorhaben kann man doch respektvoll im Umgang bleiben!
Willi B. schrieb: > So kann am Ausgang mit 25 dieser Stufen +/- 50 kV erzeugt werden. Bei solchen Spannungen ist mit Überschlägen auf der Lastseite zu rechnen. Die Impulsleistung wird sich dabei nie exakt gleich aufteilen, sondern das schwächste der 25 Netzteile wird die Grätsche machen. Schwach kann z.B. bedeuten, daß es die kleinste Schaltungskapazität gegen Erde hat oder am heißen Ende der 50kV liegt. Von welche Strömen bzw. Leistungen reden wir überhaupt? Wir bauen auch HV-Versorgungen, aber nur mit lächerlichen 15kV/1000W für DC-Anwendung (Röntgenquellen). Damit sich elektrostatische Ladungen abbauen können und keine Schäden anrichten, wird die Spannung extra langsam auf und abgerampt (100V/s).
Michael schrieb: > Du schwingst große Reden was andere Leute schon alles geschafft haben, > drückst Dich aber extrems schwammig aus was Du eigentlich tun willst. Dann frag doch mal :) Ich habe dir schon mehrmals ans Herz gelegt zu recherchieren und dich auf den neuesten Stand zu bringen, da du ja augenscheinlich von dem Konverter-Typ keine Ahnung zu haben scheinst und auch von der Anwendung. 10.1109/TIA.2015.2409262; 10.1109/TDEI.2019.007730 sind nur einige von zahlreichen Veröffentlichungen die dir weiterhelfen können (mit Frequenzen <10 kHz). Michael schrieb: > Deine Idealisierte Bauelementbetrachtung kannst Du nämlich gerade bei HV > und schnellen Schaltern gepflegt zuhause lassen. Oh da hast du mich gerade noch einmal vor schlimmerem geschützt! Michael schrieb: > Du irrst Dich nämlich m.E. fundamental in Deinem Glauben welche Strecke > welches Potential sieht Schaltungen sind bei Kaskadierten H-Brücken ML-Konvertern eigentlich immer sehr ähnlich.
Willi B. schrieb: > respektvoll im Umgang Mit Null Ahnung und großen Plänen, ohne jegliche Unterlagen, ohne eine verständliche beschreibung, mit nichts als großen Flausen im Kopf herumzustolzieren ist bereits respektlos. Di wendest Dich gezielt an Experten, Leute die mehr wissen als Du, scheisst aber auf alles und ganz besonders die Person, wenn wenn Du Gegenwind bekommst. Respektvoll wäre anzuerkennen das Leute mit viel Erfahrung den Kopf schütteln, entweder weil der Plan einfach Kacke ist oder Du den räudig präsentiert hast. Respektvoll wäre ein Prinzipschaltbild anhand dessen man diskutieren könnte. Was DU mit Respekt meinst ist das milde Lächeln der allsorgenden Mutti die jeden Mist ihres Zöglings für Hochbegabung hält. Bist Du aber nicht. Du bist nur ein weiterer der meint er überspringt mal eben die Basics und fängt gleich da an wo Leute mit 30J mehr Erfahrung sich nicht rantrauen oder wo extrem qualifizierte Teams ein erheblich kleineres Projekt verwirklicht haben.
Hallo Willi, es würde der Diskussion sehr helfen, ein Blockschaltbild zu erstellen und hier reinzustellen
>Wer vergibt denn solche Diplomarbeiten?
Ich kann mir kaum vorstellen, dass überhaupt noch jemand
'Diplomarbeiten' vergibt.
Aber ein interessanter Thread. Ich kann Willi nur raten, so es sich
wirklich um eine Arbeit an der Uni handelt, den Schritt zurück zu machen
und sich selbst, seine Betreuer und seine Reaktion zu überdenken und
dann wird das schon passen. Mir kamen die Antworten zu Beginn
(natürlich) jovial vor, aber du hast bockig reagiert und das kommt
natürlich auch nicht gerade gut rüber...
Ich würde mich freuen wenn der Thread noch die Kurve kriegt. Sind doch
einige hier unterwegs die sachdienliche Stichworte aus der Erfahrung
liefern können.
Willi B. schrieb: > 10.1109/TIA.2015.2409262; Google Bildersiche für die Interessierten. Ist ja easy. Warum hast Du da noch Fragen? Ist doch alles erschöpfend erklärt. Man nehme ein idealisiertes Prinzipschaltbild, verfünffache die Spannung, verzehnfache die Frequenz, ignoriere sämtliche sich daraus ergebenden Probleme und feiere seine Genialität weil noch kein anderer darauf gekommen ist. Jetzt trage mal in das Prinzipschaltbild eine Kapazität über den Übertrager einer jeden Stufe zum batteriefach ein und eine vom batteriefach gegen Erde, dazu die Kapazitäten der Fets und vergegenwärtige Dir welche jeweilige Kapazität mit welcher Flankenanstiegsgeschwindigkeit gegen welches Potential gespeist wird. In der realität sind das natürlich unendlich viele Kapazitäten von jedem Punkt zu jedem Punkt. Die alle bilden zusammen mit den zahlreichen Spannungsleveln auf den die jeweils liegen und den enormen aufsummierten Zuleitungen der Reihenschaltung einen höchst komplexen LC Schwingkreis von und nach allem. Und dann erläuterst Du noch bitte wie Du 4 x 25, also 100 Gate Signale synchron von Arduino auf die zahlreichen Spannungsebenen bekommst und was das für für alle Stufen bedeutet wenn eine Ausgangskapazität auf 50KV aufgeladen ist, einzelne Stufen aber Kurzgeschlossern (=> 0V => abgeschaltet) oder in der Polarität verändert werden. Wie verteilt sich dann die Spannung auf die übrigen Stufen, wo fliessen Augleichsströme, wie schell geschieht das, mit welcher Energie und wie wirken dabei all die unschönen parasitären Eigenschaften aller beteiligten Schaltungsteile? Und dann würde mich immer noch brennend interessieren wie Du 25 batteriefächer zentralisiert laden willst. Denn entweder können Deine netzteile 50KV zwischen Ausgang und Eingang und brauchen das nicht, oder sie können es nicht, dann hängt das Batteriefach auf HV Potential und benötigt einen HV Schalter zur Unterbrechung von der Ladeschaltung. Solltest Du mit den 10W, 3KV XP Power Netzteilen die F bzw. FS Serie meinen (ungeregelt), tja, die haben max. 2,5 bzw. 3,5KV Isolation zwischen In und Out, wie erstaunlicherweise im DB nachzulesen ist. Also MUSS das Batteriefach auf HV Potential hängen und wo da ein Low Volt Kippschalter ins Spiel kommt weisst wohl nur Du allein. Kannst Du aber gerne in Dein Prinzipschaltbild einzeichnen. 100Khz Rechteck am Ausgang = 10us Zykluszeit = 5uS eine Halbwelle. Wenn wir mal annehmen das die Flanke so stark verschliffen ist das 10% der Pulsbreite alleine für den Flankenanstieg draufgehen, bedeutet das einen Spannungsanstieg von 0V zu 50KV in 500ns. 100kV/uS Spannungsanstiegsgeschwindgkeit. Damit speisen wir dann all die nH und pF der parasitären Bauteile. Jeder der auch nur den Schimmer einer Ahnung hat wovon ich gerade rede, kugelt sich an dieser Stelle bereits vor Lachen. Und wir sind noch nicht mal bei Schutzbeschaltungen, Rückmeldung der Netzteile über ihren Batteriezustand, Fehlertoleranz und was so ein putziger Arduino alles tut wenn er er solchen Feldern ausgesetzt wird. Aber bitte, beeindrucke uns und fülle all die hohle Theorie mit Fakten. Sehe gnädigerweise darüber hinweg das gestandene Techniker eine kurze Lunte bei Bullshit haben. erspare uns Muschi Diskussionen über den rauen Ton und erzähle mal wo mein Denkfehler liegt und warum all das bei Dir garnicht zum tragen kommt.
Moin, Diode E. schrieb: > Ich habe mir auch mal kurz die Behlke Schalter angesehen. Kennt jemand > zufällig Anwendungen für sowas und weiss was die Teile wirklich können? > > https://www.behlke.com/separations/separation_c8.htm > > (Was für ein furchtbares Homepage Design...) > > Angeblich gibts die für > 100 kV Sperrspannung bei mehreren 100 A > Stromrating. Abgesehen davon dass ich erhebliche Zweifel daran habe dass > die Teile das auch nur ansatzweise aushalten: für welche Applikation > wäre das gedacht? Schaltwandler wird man damit ja nicht bauen. In dem Zusammenhang bin ich öfters auf das Stickwort 'kicker magnet' gestoßen, als ein Elektromagnet den man sehr schnell einschalten will um Elementarteilchen aus einem Speicherring zu entnehmen. Raketentechnik... Ich weiß nicht, ob man sowas auch z.B. bei Kernspintomographen braucht. Auf jeden Fall aber interessant für Excimerlaser. Wichtig ist, was nicht im Datenblatt steht: Die können den Strom sicher nur sehr kurzzeitig und ob sie den Strom durch eine induktive Last abschalten können, ist auch fraglich. Und die Frage ist, wie viele Schaltvorgänge pro Sekunde sie können. Gruß, Roland
Tristan M. schrieb: >>Wer vergibt denn solche Diplomarbeiten? > > Ich kann mir kaum vorstellen, dass überhaupt noch jemand > 'Diplomarbeiten' vergibt. In Sachsen gibts den Abschluss schon noch.
Roland D. schrieb: > Wichtig ist, was nicht im Datenblatt steht: Im Behlke DB steht viel und behlke ist gegenüber qualifizierten Kunden äußerst hilfsbereit und auskunftsfreudig. Die bauen für Wissenschaft und verlange Preise bei denen man nicht weniger als Perfektion und eine vertrauensvolle Zusammenarbeit erwartet. Es gibt auch keine für mich erkannbare Konkurenz wegen denen man bei den Angaben bescheissen müsste. Behlke ist Spitzenreiter in seiner eigenen Liga. Der Markt ist klein, zahlungskräftige Kunden sind rar und man benötigt viel Know How. Selbstverständlich reden wir da über Maximalwerte kurz vorm Ableben bei 25°C als non repetive Ereigniss wenn ein kompletter Schalter auf 100A / 100KV reduziert wird. Der kombinierte RdsOn dürfte da im Ohm Bereich liegen. Ich habe mal einen defekten Schalter auseinandergebaut. Behlke verbaut direkt die Chip Dies, die massiv mit Bonddrähten versehen werden, um diese Pulsleistungen zu ermöglichen und vergießt, vermutlich mit was wärmeleitendem. Das ist nichts was man mal eben nachbaut. Die Schaltfrequenz für so einen fetten Schalter würde ich aus dem Bauch heraus auf etwas im max. dreistelligen Hz Bereich verorten. Mehr braucht es auch nicht, denn welche Quelle sollte wohl den 100KV Kondensator wieder soweit aufladen das der nochmal 100A Puls abgeben kann? Mit sowas in der Art betreibt man z.B. große Xenon Blitzer auf Windkraftanlagen oder 'can crusher' bei der Metallumformung. Es sind ein paar ganz spannende Sachen möglich mit extremer Pulsleistung.
Ich denke mal auch, daß Spielereien mit 50kV für den unbedarften Laien recht gefährlich werden können. Das sollte man besser Experten mit langjähriger Erfahrung im Umgang mit HV überlassen.
Peter D. schrieb: > Ich denke mal auch, daß Spielereien mit 50kV für den unbedarften > Laien > recht gefährlich werden können. Da reichen schon 12V. > Das sollte man besser Experten mit > langjähriger Erfahrung im Umgang mit HV überlassen. Und wie wurden die das?
>Und wie wurden die das?
Durch einen eben solchen an der Seite in der Zeit wo sie es nicht waren.
edit: oder anders formuliert: man gibt einem Kleinkind ja auch nicht
einfach ohne Warnungen und Erklärungen/Einweisung Streichhölzer, Messer
oder Schusswaffen und hofft, dass sie dadurch zum Experten daran
wachsen.
So würde ich mal Pedas Einwand verstehen wollen.
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Tristan M. schrieb: >>Und wie wurden die das? > > Durch einen eben solchen an der Seite in der Zeit wo sie es nicht waren. Und so einen sucht der TE eben. Aber hier ist wohl der falsche Platz dafür.
Das finde ich aber auch nicht erstaunlich. Im Rahmen eines (des) Forums ist doch sogar einiges zusammengekommen da gab es undiszipliniertere Threads. In der Rolle würde ich auch eher den Betreeuer einer solchen Arbeit sehen. Der sollte das schon so einschätzen können und die Erfahrung auf dem Gebiet mitbringen, um das im Grunde selber realisieren zu können. Oder bin ich da zu naiv? Ich werde den OT smalltalk hier aber jetzt lassen, so dass Willi die Möglichkeit hat sich noch mal konkret einzuklinken. :-)
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Moin, Michael schrieb: > Und dann erläuterst Du noch bitte wie Du 4 x 25, also 100 Gate Signale 2 pro Stufe reichen. Und ja, selbst ein 8-Bit-Proz kann zumindest 24 Portpins innerhalb von nur 3 Takten auf high ziehen. > 100Khz Rechteck am Ausgang = 10us Zykluszeit = 5uS eine Halbwelle. > Wenn wir mal annehmen das die Flanke so stark verschliffen ist das 10% > der Pulsbreite alleine für den Flankenanstieg draufgehen, bedeutet das > einen Spannungsanstieg von 0V zu 50KV in 500ns. 100kV/uS > Spannungsanstiegsgeschwindgkeit. > Damit speisen wir dann all die nH und pF der parasitären Bauteile. Die pF sind da, aber nH im Hochspannungskreis sind etwa so wichtig, wie die parasitäre Kapazität der Erdungsbandes zwischen Batterie und Autokarosserie und dem Motorblock. > Und wir sind noch nicht mal bei Schutzbeschaltungen, Rückmeldung der > Netzteile über ihren Batteriezustand, Fehlertoleranz 'Proof of Concept' überlesen? Es geht nicht um eine Maschine die beim Discounter verkauft werden soll, die jeder Dummbatz bedienen kann und die 24/7 garantiert 10 Jahre durchhält wenn sie auf einem Güllefass installiert ist und auf dem Acker in 5km über NN herumruckelt. > und was so ein > putziger Arduino alles tut wenn er er solchen Feldern ausgesetzt wird. Na was schon, laufen. Der sitzt in aller Ruhe im Nebenraum und ist mit dem Gerät über 50 LWL verbunden. > Aber bitte, beeindrucke uns und fülle all die hohle Theorie mit Fakten. > Sehe gnädigerweise darüber hinweg das gestandene Techniker eine kurze > Lunte bei Bullshit haben. erspare uns Muschi Diskussionen über den rauen > Ton und erzähle mal wo mein Denkfehler liegt und warum all das bei Dir > garnicht zum tragen kommt. Ich glaube, es liegt bei dir ein gravierendes Missverständnis vor. Niemand will 50kV schalten sondern nur 2kV. Darüber hinaus geht es um eine Nutzung im Zusammenhang mit DBD-Plasma, also die Last sind ein paar pF mit ein paar Megaohm in Serie. Ja, an 50Ohm würden 1kA fließen. Und ja, wenn man mit dem Hammer drauf haut, geht es auch kaputt. Und? Siehe Bild. Ist so ein aus der hüfte geschossener Vorschlag, vermutlich nicht ideal, weil 24 Trafos in Reihe geschaltet. Man hat eine parasitäre Kapazität zwischen der Masse einer Stufe und der nächsten (Masse gleich Schirmung/Gehäuse jeder Stufe) Stufe. Damit muss man klar kommen, darüber fallen aber nur 2kV ab. Wenn das geht, geht die Reihenschaltung vieler auch. Dann noch eine parasitäre Kapazität von jeder Schaltstufe zur Labormasse. An der liegen tatsächlich bis zu 50kV an. Aber die ist nun mal da und beträgt auch nur sub-pF bei vernünftiger geometrischer Anordnung. Ach und noch die Synchronität: Leg man an eine H-Brücke 50kV an, wenn sie nur mit 2kV versorgt wird. Beachte die Bodydioden.... Nein, jede Stufe macht +/-2kV, mehr nicht, egal wie falsch oder richtig sie angesteuert wird, mehr kommt da nicht. Gruß, Roland
H. H. schrieb: > Und wie wurden die das? Indem sie erstmal kleinere Brötchen als 50kV gebacken haben. Und fertige Geräte analysiert und repariert haben, ehe sie was selber entwickeln. Mit 50kV habe ich noch nie was gemacht. Dürfte ganz schön knistern und nach Ozon riechen.
Peter D. schrieb: > H. H. schrieb: >> Und wie wurden die das? > > Indem sie erstmal kleinere Brötchen als 50kV gebacken haben. Will der TE ja: 2kV. > Und fertige Geräte analysiert und repariert haben, ehe sie was selber > entwickeln. Dauer der Diplomarbeit: mehrere Jahre... > Mit 50kV habe ich noch nie was gemacht. Dürfte ganz schön knistern und > nach Ozon riechen. Ach wo.
Roland D. schrieb: > Ich glaube, es liegt bei dir ein gravierendes Missverständnis vor. Es waren eben die passenden Stichwörter im Anfangsposting...
Peter D. schrieb: > Mit 50kV habe ich noch nie was gemacht. Dürfte ganz schön knistern und > nach Ozon riechen. Das ist letztlich auch der Zweck dieses Plasma (Luft oder Edelgas). Ich denke, da weiss Willi (bzw. die Leute der DBD Plasma GmbH) schon, wie damit umzugehen ist.
Steve van de Grens schrieb: > Ich frage nach, weil ich fürchte, dass wir Menschen vorher den Mars > bevölkern, bevor uns dieses Kunststück gelingt. Wieso? Das geht sogar im Megahertzbereich! Bei den Amateurfunkern an den Antennenenden können auch so hohe Spannungen auftreten. Habe das selbst sogar gesehen, als ich im Urlaub auf den Bergen war. Man konnte an den Coronaentladungen sehen wann er sprach. Gehört habe ich aber auf diese Distanz nichts. Später sagte er mir die Entladungen seien schlecht für die Modulation. Das habe ich allerdings nicht verstanden warum.
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Bereits genannte Quelle (1):10.1109/TIA.2015.2409262. Auch angehängt habe ich (für 3 Stufen) ein vereinfachtes Blockdiagramm um das Vorhaben eventuell besser verstehen zu können. Danke zunächst an H.H. Tristan, Roland, Bernd und Jens für die Einwände. Roland D. schrieb: > Leg man an eine H-Brücke 50kV an, wenn > sie nur mit 2kV versorgt wird. Beachte die Bodydioden.... Nein, jede > Stufe macht +/-2kV, mehr nicht, egal wie falsch oder richtig sie > angesteuert wird, mehr kommt da nicht. Genau. Ob da jetzt eine Stufe angesteuert werden soll oder alle ändert nichts am Vorhaben. Meine Ursprungsfrage ging zwar auch um Hochspannugs-Bedenken und Probleme bei diesen Spannungen/Frequenzen. Im Kern ist aber das Schalten Gegenstand meiner Frage. Wie kann ich also (von mir aus auch 1 kV) bei gewünschter Frequenz schalten, um damit erstmal eine Stufe zu realisieren? Für diese Arbeit wäre es bereits ein Erfolg eine solche Stufe zu realisieren. Dabei lernt man sicher eine Menge und kann das gelernte dann auf die Kaskadierung der Module anwenden. Dabei treten sicher auch Probleme auf, die Experte Michael problematisch sieht, keine Frage. Mir geht es nicht darum morgen hier einen fertigen Converter stehen zu haben oder schlauer zu sein als irgendwer. Mir geht es um Tips von schlauen Köpfen, die die Thematik verstehen und eine große Ingenieursaufgabe in kleine zerlegen können und dabei Ihre Gedanken mit einbringen. Sollte sich herausstellen, dass es ungeahnte Probleme beim Zusammenschließen der Module gibt, ist meine Arbeit trotzdem erfolgreich, denn genau das soll erforscht werden. Wie richtig erwähnt werden die Schaltsignale per Arduino-> LWL Übertragen und somit kann der ruhig putzig sein, lieber Michael, da passiert nichts :) Dabei sind bei 25 Stufen "nur" 50 LWL erforderlich, da jeweils zwei Schalter geschaltet werden. PS: Michael, selbst wenn ich hier totalen Quatsche erzähle und du der Schaltungestechnik-Gott wärst, dein verbaler Umgang zeugt einfach davon, dass du zwischenmenschlich echt nichts auf dem Kasten hast. Das meine ich mit Respektvollem Umgang. :) Michael schrieb: > Aber bitte, beeindrucke uns und fülle all die hohle Theorie mit Fakten. > Sehe gnädigerweise darüber hinweg das gestandene Techniker eine kurze > Lunte bei Bullshit haben. erspare uns Muschi Diskussionen über den rauen > Ton und erzähle mal wo mein Denkfehler liegt und warum all das bei Dir > garnicht zum tragen kommt. Ich hoffe du hast keine Kinder, mit denen du so umgehen musst, bzw. eine Partnerin. Fühl dich trotzdem gedrückt!
Willi B. schrieb: > Dabei sind bei 25 Stufen "nur" 50 LWL erforderlich, da jeweils zwei > Schalter geschaltet werden. Totzeit 0s?
Das soll generell die Schaltlogik, im Fehlerfall die Gate-Treiber Schaltung verhindern. Für Halb-/Vollbrücken Gate Treiber ICs gibt es das bereits (für wesentlich kleinere Spannungen). Für "langsam" schaltende IGBT bis 1 kHz auch. Ich suche eine Lösung für Spannungen bis 1200V, 1700V, 3300V (gängige SiC Mosfet Spannungslevel). Kritisch sehe ich dabei vor allem die Ansteuerung des High-Side Gates.
Moin, Bernd K. schrieb: >> Mit 50kV habe ich noch nie was gemacht. Dürfte ganz schön knistern und >> nach Ozon riechen. > > Das ist letztlich auch der Zweck dieses Plasma (Luft oder Edelgas). Ich > denke, da weiss Willi (bzw. die Leute der DBD Plasma GmbH) schon, wie > damit umzugehen ist. OT, aber ich weiß zufällig sehr genau, dass die genannte Firma mit diesem Projekt nichts zu tun hat. DBD steht für Dielectric Barrier Discharge und meint eine Entladung, welche durch ein Dielektrikum daran gehindert wird, zu einer heißen Lichtbogen-Entladung zu werden. Gruß, Roland
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Willi B. schrieb: > Ich suche eine Lösung für Spannungen bis 1200V, > 1700V, 3300V (gängige SiC Mosfet Spannungslevel). > Kritisch sehe ich dabei vor allem die Ansteuerung des High-Side Gates. Die Hersteller der Gate-Treiber bieten mittlerweile spezielle Chips für SiC und GaN an. Manche SiC-Mosfets brauchen negative Gate-Spannungen um wirklich zu sperren. Ich hatte vor 3 Jahren mit dieser Schaltung gute Erfahrungen gemacht. Hier kannst Du positive und negative Gatespannung über die Z-Dioden festlegen. Dafür musst Du einen DCDC-Wandler benutzen. Statt DCDC-Wandler lief eine SiC-Bootstrap-Diode zur Vcc-Erzeugung besser, weil die Blindströme des DCDC-Wandlers bei 100kHz und 300V zu hoch waren. (OK, da gibt es bessere Typen). Vcc-Bootstrap funktioniert aber nur mit positiven Gatespannungen Um eine grobe Kontrolle über die reale Highside Vcc zu haben, kannst Du eine blaue LED mit mit Vorschalt-Z-Diode zur Spannungskontrolle nutzen.
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Ich finde Willis wiederholte Ablenkungen bezüglich Benehmen/Ausdrucksweise anstrengend. Das Ignorieren von natürlichen Grenzen entspricht allerdings dem Zeitgeist. Damit hatten schon andere junge Leute kurzzeitig großen Erfolg, bis zum Absturz ihrer Karriere.
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Bearbeitet durch User
Lieber Bernd, danke für deinen Beitrag. Vielleicht kannst du zu der Schaltung noch mehr Informationen bereitstellen, woher du sie hast, wo ich mich dazu belesen kann. Das Bild ist ja nur ein Ausschnitt. Bernd K. schrieb: > Die Hersteller der Gate-Treiber bieten mittlerweile spezielle Chips für > SiC und GaN an. Ja das ist richtig, allerdings nicht für 1700V bzw. 3300V SiC Mosfets und oder >5 kHZ. Oft können die Schalter viel mehr, als die verfügbaren Gate-Treiber bereitstellen können. Vielleicht bin ich noch nicht auf der richtigen Spur aber alle gängigen Hersteller (Infineon, Analog Devices, Power Integrations,...) haben (noch) keine wirklich zugeschnittene Lösung. Viele bieten die Schalter an aber keine emfohlene Treiber-Schaltung. Steve van de Grens schrieb: > Ich finde Willis wiederholte Ablenkungen bezüglich > Benehmen/Ausdrucksweise anstrengend. > > Das Ignorieren von natürlichen Grenzen entspricht allerdings dem > Zeitgeist. Damit hatten schon andere junge Leute kurzzeitig großen > Erfolg, bis zum Absturz ihrer Karriere. Der Zeitgeist ist auch, dass viele junge Menschen bessere Arbeitsbedingungen wollen. Man kann nicht im Internet junge Menschen verspotten, die Arbeiten wollen und Hilfe benötigen (sogar danach fragen) und sich im Gegenzug wundern dass keiner mehr zu gegebenen Bedingungen arbeiten will :) Leute wie du verursachen das Problem über das ihr euch aufregt. Davon abgesehen hast du hier nicht einmal zur Sache geschrieben sondern bist wirklich der einzige der konsequent Beiträge ohne Inhalt beisteuert.
Willi B. schrieb: > allerdings nicht Allerdings doch, wenn man die parametrische Suche der einschlägig bekannten Distibutoren zu bedienen weiß. Willi B. schrieb: > haben (noch) keine wirklich zugeschnittene > Lösung. Das nennt sich 'Entwicklung'. Sowas kann einem passiern wenn man etwas bauen will das es nicht bereits an jeder Ecke zu kaufen gibt. Willi B. schrieb: > Man kann nicht im Internet junge Menschen > verspotten, die Arbeiten wollen und Hilfe benötigen Niemand verspotte junge Menschen die arbeiten wollen und Hilfe benötigen. Wir verspotten arrogante Idioten die nicht klar benennen können was sie wollen, die nur zuhören wenn es das ist was sie hören wollen und die mit 'hast du überhaupt studiert' mit NULL Ahnung und einer riesigen großen Fresse meinen sie wären bereits etwas nur weil VIELEICHT nach vielen Jahren harter Areit mal was aus ihnen werden könnte. Willi B. schrieb: > dass viele junge Menschen bessere > Arbeitsbedingungen wollen. Ach? NEIN, das hätte ich ja nie gedacht. Warum wollte ich das eigentlich nie? Warum war ich immer immer total glücklich mit viel Arbeit unter unmenschlichen Bedingungen für wenig Geld? Sag mal, merkt Du eigentlich noch was? JEDER will bessere Bedingungen! Dazu muss man aber etwas haben was man anzubieten hat. Arbeitgeber zahlen einen AN danach was er für sie LEISTET. Ja, das böse Wort mit L. Leistung! Die sollte man nähmlich vor der großen Fresse, vor den großen Forderungen, vor der Selbstbeweihräucherung der Taten die man erst noch zu vollbringen gedenkt, nämlich mal abliefern. Und genau damit tut Ihr Euch wahnsinnig schwer. Ihr meint man musse Euch den roten Teppich ausrollen nur weil ihr das mit Fressen, Kacken, Schlafen so toll hinbekommt und auf den Iphone das Mutti euch gekauft hat ganz tolle Tiktok Videos teilen könnt. Aber Pustekuchen! Ich habe mir mein Wissen, mein Geld, meine Position im Leben hart erkämpft und erwarte MINDESTENS das man mir zuhört und beherzigt was ich sage wenn jemand nach meinen Rat fragt. DU, bist aber diese ätzende Kombination aus Wehleidigkeit (oh, dieser Ton ist so gemein), völlig ungerechtfertigter Selbstüberhöhung (hast du eigentlich studiert? Bring dich mal auf den Stand der Technik) und dabei auch noch ein elendiger Feigling eine Konfrontation einzugehen gemischt mit so ein eklig übergiffigen Schmusetour (fühl dich gedrückt). Nee, warum sollte jemand Dir helfen wollen? Damit DU dann den Rest Deines Lebens damit prahlen kannst was DU großes entwickelt hast? DU willst gut sein? Okay, häng Dich rein, arbeite hart, scheiss auf work life balance, lebe für den Job und opfere ihm Deine Zeit, Dene Mühen, Deine Energie und werde gut. Aber schwall uns hier nicht zu wie enttäuscht Du bist das man Dir nicht Deine Arbeit erledigt. Wie gesagt. Digekey verkauft Dir gerne HV Gate Treiber, mit einer Schaltung die jemand gebaut hat der klüger ist als Du. Mit genug Geld kann man fast alles kaufen und Du bist ja dabei große Summen des Geldes anderer Leute in dieses Projekt zu investieren. Und das ist doch was Ihr so gut könnt. Geld anderer Leute auszugeben ohne zu fragen wie hart die es verdient haben.
Hallo Willi, ich schicke Dir was ich habe per PN. Bzgl. des Umganges hat die Medaille wie so oft zwei Seiten, die beide wichtig sind. 1. Das gute Benehmen senkt wie Schmiermittel die Reibungsverluste im Umgang miteinander. 2. Eine gewisse Resilienz ermöglicht einen Umgang miteinander trotz verschiedenem Benehmen der Beteiligten (verschiedene Kultur, Humor, seelische Grundverfassung) Beides ist in der realen Welt nötig. Meinen Töchtern hab ich gutes Benehmen mitgegeben, sie aber auch zum Selbstverteidigungskurs geschickt und immer gegenargumentiert wenn sie nur dem Anderen die Schuld geben wollten. Aus dem gleichen Grund hat der Mensch ein Immunsystem. Denn es wird nie eine ideal saubere Welt geben.
Leider bist du auch nicht allwissend und neue Entwicklungen können auch für dich neu sein, selbst wenn du etwas ähnliches seit 30 Jahren machst. Weil ich merke, dass du von der Frage die ich hier stelle zu wenig Ahnung hast, um eine sinnvolle Antwort zu formulieren, empfehle ich dir, dich auf den Stand der Technik zu bringen. Michael schrieb: > Allerdings doch, wenn man die parametrische Suche der einschlägig > bekannten Distibutoren zu bedienen weiß. Das hätte mir ja selbst mal einfallen können... Michael schrieb: > Ich habe mir mein Wissen, mein Geld, meine Position im Leben hart > erkämpft und erwarte MINDESTENS das man mir zuhört und beherzigt was ich > sage wenn jemand nach meinen Rat fragt. Ja, ich höre dir gerne zu, wenn da kein dummes alte Männer-Gebrabbel rauskommt sondern was zum Thema :) Bei den anderen Menschen hier klappt es ja auch :) Ich wüsste nicht wo ich dich beleidigt habe. Ich habe mir etwas vorgenommen was dir nicht realistisch erscheint? Okay. Du fühlst dich so stark angegriffen dass du hier verbal um dich schlagen musst wie es nur geht. Es scheint dich stark zu triggern, dass andere nicht so schlau sind wie du selbst über dich denkst und lernen wollen. Hier im Forum kannst du auf dicke Hose machen und alles raus lassen was du sonst wohl nicht los wirst... Ich hoffe für dein Umfeld dass du anders in Person bist :) Michael schrieb: > Aber schwall uns hier nicht zu wie enttäuscht Du bist das man Dir nicht > Deine Arbeit erledigt. Ich möchte weder dass jemand meine Arbeit erledigt noch dass ich dann damit prahlen kann. Daher gehe ich in ein Forum, wo viele mehr Erfahrung haben als ich, damit ich etwas lernen kann. Leider gibt es hier Menschen wie dich, die 3/4 dieses Beitrages mit irrelevanten und auch echt niveaulosen Texten füllen (vulgäre und beleidigende Teeny-Sprache). Michael schrieb: > Wie gesagt. Digekey verkauft Dir gerne HV Gate Treiber, mit einer > Schaltung die jemand gebaut hat der klüger ist als Du. Danke für diese toller Recherche. Ich bin echt überrascht! Wenn du meine Anforderungen für das Schalten EINes Levels (ja, vergiss mal kurz den kaskadierten HV-Nonsens der ja sowieso nie klappen wird) gelesen hättest, dann wüsstest du dass besagte HV Gate Treiber eben für die Anwendung nicht taugen. Dafür muss man das Datenblatt lesen :) Das hab ich gerade so hinbekommen, als Student! Stichwort "Switching Frequency"... Ich recherchiere seit einer Weile dazu, bin im Kontakt mit genannten Herstellern und weiß denke ich, was am Markt verfügbar ist. Wenn du wirklich Ahnung hast und hier etwas beisteuern kannst dann gerne. Wenn du aber halbherzige Recherchen machst um dich als den schlaueren darzustellen - das funktioniert leider nicht.
Willi B. schrieb: > das Datenblatt lesen :) Das hab ich gerade so hinbekommen, als Student! > Stichwort "Switching Frequency"... > Ich recherchiere seit einer Weile dazu Zu deinem Umgangston sage ich nichts. Part No/ Datenblatt? Wer sollte denn einen SiC Gatetreiber mit gerade mal 5kHz anbieten? Ich stelle das ansteuerungs-Konzept in frage, nochmal einen High-side Treiber hinter die optische fiber Isolationsstrecke zu bauen. Die Gatesignale sollten mit korrektem Timing erzeugt werden und auf der HV seite nur noch optische empfänger und verstärker sitzen. Einer je Transistor. Das einzige was dann gegeben sein muss, ist die versorgung dieser. Hast du dafür schon einen Plan? Mehr Batterien? Hast du schon eine Idee, wie das Ionisieren der Luft an den Leistungsstufen verhindert wird?
Flip B. schrieb: > Ich stelle das ansteuerungs-Konzept in frage, nochmal einen High-side > Treiber hinter die optische fiber Isolationsstrecke zu bauen Danke für deinen Input. Meiner Auffassung nach ist dieser Verstärker nach Zurückwandlung des optischen Signals eben der Gate-Treiber. Mit dem Ziel ein kleines Signal (0..5V, mA) in ein Gate-Signal umzuwandeln (z.B. -5,20V, einige A bis einige zehn A). Flip B. schrieb: > Das einzige was dann gegeben sein muss, ist die versorgung > dieser. Hast du dafür schon einen Plan? Mehr Batterien? Nein, eventuell gibt es Schaltungen, die (evtl. nicht für 50 kV) hohe Spannungen isolieren. (Gate-Transformer usw..) Flip B. schrieb: > Hast du schon eine Idee, wie das Ionisieren der Luft an den > Leistungsstufen verhindert wird? Gehen wir erstmal von einer Stufe aus, oder was genau meinst du mit an den Leistungsstufen? Ich stecke im DBD-Plasma-Thema auch nicht intensiv drin, aber ich meine genau das ist das Ziel bei der Angelegenheit.
Moin, Willi B. schrieb: > Flip B. schrieb: >> Ich stelle das ansteuerungs-Konzept in frage, nochmal einen High-side >> Treiber hinter die optische fiber Isolationsstrecke zu bauen Das sehe ich kritisch. SiC sind ja gerade schön weil schnell. Da will man sicher auch nur ganz wenig totzeit haben. Aber eine Signalübertragung via LWL ... weiß nicht ... ich schätze, die hat einiges an Jitter. Insbesondere weil die Schaltzeit am Empfänger von der Lichtmenge abhängt, die ankommt. Und die hängt davon ab, wie gut die Stecker sitzen, wie stark der LWL gebogen ist und so weiter. Davon würde ich dieses kritische Timing nicht abhängig machen wollen. > Danke für deinen Input. Meiner Auffassung nach ist dieser Verstärker > nach Zurückwandlung des optischen Signals eben der Gate-Treiber. Mit dem > Ziel ein kleines Signal (0..5V, mA) in ein Gate-Signal umzuwandeln (z.B. > -5,20V, einige A bis einige zehn A). Bedeutet übrigens auch 4 LWL pro Stufe. Vorschlag: UCC21550 Ist ein Hich/Low-doppeltreiber. Der kann bis 2.1kV Isolation. Und kann programmierbare Totzeit. Schnell genug und Frequenz auch kein Problem. Er braucht nur dummerweise zwei Eingänge. Das würde ich dadurch erschlagen, das (ein Transistor müsste reichen) der eine Eingang immer das invertierte Signal des anderen bekommt. Dann brauchst du nur noch einen optischen Empfänger pro Seite, also zwei pro Stufe. Und völlig egal was der Arduino oder sonst wer für fehlerhafte Daten sendet, es kommt nicht zu einem Kurzschluss der 2kV. In dem Datenblatt stehen auch Hinweise zur Highside-Stromversorgung. Es gibt auch einen Trick der negative Gatespannung ermöglicht und mit herkömmlicher Bootstrap-Technik funktioniert - mit der Einschränkung das Highside nicht zu oft/zu lange an sein darf. Allerdings werden ja die meiste Zeit über auf beiden Seiten der H-Brücke die Lowside's an sein (Output = Input + 0V). > Gehen wir erstmal von einer Stufe aus, oder was genau meinst du mit an > den Leistungsstufen? Bei 50kV bekommst du Koronaentladungen, lässt sich nur schwer vermeiden. Allerdings nur gegen Masse, natürlich nicht gegen die nur 2kV innerhalb der Stufe. Also alle Anschlüsse so abschirmen, das sie bezogen auf ihre lokale Schirmung nur 2kV haben und nicht frei mit spitzen Ecken dran irgendwie in den Raum zeigen. Erst dann am Ende ne Kugel dran bauen oder was auch immer dann mal dran soll. Auf jeden Fall die Platine lackieren. Gruß, Roland
Roland D. schrieb: > alle Anschlüsse so abschirmen, das sie bezogen auf ihre lokale > Schirmung nur 2kV haben Dann hat die Schirmung aber trotzdem zur Masse noch 48KV.
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Hier nur mal zwischendrin die recht simple LWL-Übertragung. Falls man die Komponenten nicht erkennt und Interesse besteht sagt gern bescheid. Irgendwer hatte gefragt oder hatte Bedenken.
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Zur besseren Auffindbarkeit hier noch mal die Komponenten für die Übertragungsstrecke, die Technik kann auch für andere Projekte hilfreich sein: Sender: SFH757H Empfänger: SFH551V LWL: Vermutlich 1000µm Kunststoff-LWL mit 2.2mm Außendurchmesser In der Application Note hier findet man ein paar mehr Informationen zu dem Übertragungssystem: https://docs.broadcom.com/wcs-public/products/application-notes/application-note/989/382/av02-2647en-an_5342-sfh-pfc-optic-13aug2012.pdf
Moin, Michael schrieb: > Roland D. schrieb: >> alle Anschlüsse so abschirmen, das sie bezogen auf ihre lokale >> Schirmung nur 2kV haben > > Dann hat die Schirmung aber trotzdem zur Masse noch 48KV. Ja, aber die Masse kann dann getrost 20cm entfernt sein. Ich stelle mir die Maschine als Stapel aus Platinen vor. Die unterste Stufe auf Masse und nach ober eine betragsmäßig dann immer größere Spannung. Bei am Ende 50kV will man das Kabel zum Verbraucher sowieso am liebsten durch die Luft verlegen, also ist hoch über dem Tisch eh sinnvoll. Das Hochspannungslabor in dem ich mal gearbeitet habe, hatte dazu an der Decke überall wo es ging Bindfäden herunterhängen. So konnte man fast egal von wo nach wo mal eben ein HV-Kabel in die Luft hängen. Irgendwann kam dann der Hausmeister und meinte, dass das nicht gut aussieht.... Gruß, Roland
Moin, Willi B. schrieb: > Hier nur mal zwischendrin die recht simple LWL-Übertragung. Falls man > die Komponenten nicht erkennt und Interesse besteht sagt gern bescheid. > Irgendwer hatte gefragt oder hatte Bedenken. Ich hier. Siehst ja schön auf dem Oszi, wie flauschig die Flanke am Empfänger ansteigt. Wenn jetzt der eine Gatetreiber eine andere Schaltschwelle hat, als der andere, dann interprtieren sie das anders. Hinzu kommt (siehe Datenblatt) ein 'pulswidthdistorsion' die Temperatur- und Lichtleistungsabhängig ist. Das heißt, bei der Totzeit musst du viel Reserve lassen, um gleichzeitiges Einschalten von High- und Lowside zu verhindern. Allerdings: Wärend der Totzeit, also alle Mosfets off, liefert die Stufe immer eine Spannung entgegen der Stromrichtung. Das heißt die Stufe war eben noch auf 0V, jetzt willst du sie auf +2kV schalten. Wärend der Strom richtung Ausgang fließt. Ergebnis: Die Stufe schaltet erst (wärend der Totzeit) auf -2kV und erst am Ende der Totzeit auf +2kV so wie sie soll. Sehr ärgerlich, noch dazu, weil SiC-Mosfets ja eigentlich schön schnell sein können. Deswegen: Ein LWL entscheidet, ob High oder Low an sein soll. Beide werden zunächst dann gleichzeitig umgeschaltet und um die nötige Totzeit kümmert sich der HL-Gatetreiber selbst vor Ort. Gruß, Roland
Roland D. schrieb: >> Dann hat die Schirmung aber trotzdem zur Masse noch 48KV. > Ja, aber die Masse kann dann getrost 20cm entfernt sein. Das ist ein Nullsummenspiel. Der Potentialunterschied bleibt und es ist vollkommen egal ob man 1+n 'Schirme' verwendet oder gleich den vollen Abstand hält.
Moin, Michael schrieb: > Roland D. schrieb: >>> Dann hat die Schirmung aber trotzdem zur Masse noch 48KV. >> Ja, aber die Masse kann dann getrost 20cm entfernt sein. > > Das ist ein Nullsummenspiel. > Der Potentialunterschied bleibt und es ist vollkommen egal ob man 1+n > 'Schirme' verwendet oder gleich den vollen Abstand hält. Hatte mich auch nicht gut ausgedrückt, aber dennoch: Wenn ich z.B. eine Funktenstrecke habe, sagen wir 30mm. Ich schließe HV-Generator an und drehe auf bis zum überschlag, sagen wir bei 40kV. Jetzt stecke ich ein paar Blätter Papier mit gleichmäßigen Abständen dazwischen, z.B. 5 Stück. Ja, nur Papier, also nicht leitfähig, quasi keine Durchschlagfestigkeit. Dennoch Zündet die Strecke jetzt bei 40kV nicht mehr sondern braucht vielleicht 50kV oder sogar noch mehr. Eine doppelt so lange Luftstrecke braucht eben weniger als doppelt so viel Spannung. Den gleichen Trick wenden auch Hersteller von Folienkondensatoren an. Bei solchen für hohe Spannungen sind ofmals intern quasi zwei Kondensatoren in Reihe geschaltet, weil mehr Durchschlagfestigkeit bei gleichem Bauraum. Wegen der Schirmung, das war schlampig formuliert. Ich stelle mir das Gerät als Turm aus Platinen vor. Auf der einen Seite die HV-Anschlüsse, immer schon durchgeschleift von einer zur nächsten. Dann hat jede Platine nur 2kV zu ihren Nachbarn. Angenommen, das ist kein Problem. Dann hat die oberste aber dennoch 50kV zum Raum - das könnte wenn spitze Ecken da sind (Leiterbahnen, Steckverbinder, ...) - zu Koronaentladung führen. Nein, kein Überschlag, sondern "nur" Korona. Wenn ich diese spitze Ecke jetzt mit einer Schirmung umgebe, hat diese Spitze zur Schirmung zwar weniger Abstand, aber eben auch nur 2kV, was für eine Koronaentladung eher nicht reicht. Jetzt hat das Schirmbleck aber 50kV zur Umgebung. Klar. Allerdings ist es eventuell einfacher das Schirmblech so zu gestalten (anstatt die Leiterbahnen, Steckverbinder,...) z.B. mit Ecken abrunden oder zum Raum hin isolierend zu beschichten, das vom Schirmblech keine Koronaentladung ausgeht. Ich halte das Projekt immer noch für machbar, aber wenn ich es persönlich realisieren sollte, würde ich auf kleinere Spannungen pro Stufe gehen, vielleicht nur 100v (natürlich mit mehr Strom). Und dann den Ausgang auf einen HV-Trafo geben. Allerdings bin ich auch hier der Trafo-Freak. Ich habe kein Problem damit, so einen Trafo zu entwerfen und zu bauen, aber ich denke sehr viele Elektrotechniker heutzutage haben verständlicherweise nicht viel Ahnung von Trafos, insbesondere solchen für hohe Spannungen, kleine Leistungen und anderen Frequenzen als Netzspannung. Gruß, Roland
Roland D. schrieb: > Ich halte das Projekt immer noch für machbar Machbar ist so ziemlich alles was nicht den bekannten Regeln der Physik widerspricht. Mir kommt das ganze Projekt aber wie ein Wunschkonzert ohne Realitätsbezug vor. Für die kalte Plasmaentladung möchte man nicht nur DC sondern auch HV Pulse. Und man möchte mit Pulsformen und AC / DC experimentieren. Und auch wenn die 'üblichen' Plasmaquellen wohl mit weit weniger als 50KV auskommen, möchte man gleich ganz hoch hinaus um für immer und alle Zeit auf der sicheren Seite zu sein. Alles schön und gut, aber der naheliegende Wunsch alles auf einmal zu erschlagen indem man 'einfach' einen 50KV Frequenzgenerator für beliebige Signalformen baut ist eben völlig realitätsfern im Rahmen einer Diplomarbeit eines TO der ganz am Anfang steht und außer griffigen Schlagworten kaum was kennt. Statt also etwas erheblich einfacheres zu bauen das einen HV Puls bestimmter Höhe und Pulsdauer erzeugt, mangels realistischer Einschätzung des Komplexitätsgrades und der eigenen Fähigkeiten also die eierlegende Wollmilchsau.
Roland D. schrieb: > so einen Trafo zu entwerfen Das Ziel des TO ist doch 0-100KHz von Sinus bis Rechteck. Wie sähe Dein Konzept aus das mit Trafo zu machen?
Der TE scheint sich sowieso vertschüsst zu haben. War wohl zu viel Kritik für eine Schneeflocke. Hatte bisher wahrscheinlich nur 100% Zustimmung und Begeisterung für alle seine Ideen und Projekte. Alles andere wäre ja auch toxisch und verbale Gewalt.
Moin, Michael schrieb: > Roland D. schrieb: >> so einen Trafo zu entwerfen > Das Ziel des TO ist doch 0-100KHz von Sinus bis Rechteck. > Wie sähe Dein Konzept aus das mit Trafo zu machen? Ich würde 16 Stufen nehmen, dann kann man schön mit 4 Bit codieren, wie viele auf + geschaltet werden sollen und 4 Bit für - macht ein 8Bit-Port um alle Stufen gleichzeitig umschalten zu können. Sagen wir - um Problemen aus dem Weg zu gehen, 200V pro Stufe macht 3,2kV gesamt. Ich würde mich gegen die 50kV aussprechen, weil wenig nützlich und recht heikel. Sagen wir mal 32kV. Dann braucht es also einen 10:1-Trafo. Grundsätzlicher Aufbau wie hier im Bild: https://www.hvproducts.de/custom_pulse_transformers Bei Tridelta gibt's nen I-Kern mit 93/28/30 mm Kantenlänge, davon 4 Stück geben einen Rahmen mit 840mm^2 Querschnitt. Wenn der Trafo 3,2kV über 2us bis zur Sättigung (350mT) schaffen können soll, braucht man 22 Windungen pri, also 220 sek. Die 22 Windungen pri würde ich auf Wickelkörper (Isolationsabstand zum Kern 1mm) 11 auf einen Schenkel, 11 auf den gegenüberliegenden packen. Jede Wicklung aus 4 HF-Litzen je 120x0,1 parallel wickeln. Sekundärwicklung zwei mal allerdings gegenläufig gewickelt, je 220 Windungen a 0,25mm-Draht. Sollte passen. Am Besten wie im Bild auf einen kegelförmigen Wickelkörper. Unten eng anliegen, da ist Masse, oben maximal möglichen Abstand zu Kern und Primärwicklung (3D-Drucker für Wickelkörper ist heute Standard). Zwischenraum zwischen pri und sek im Vakuum vergießen. Vereinfacht haben wir dann Luft zwischen sek und pri von 45mm^2 minus 30mm^2 gleich 1100mm^2, Länge 70mm, N=220 -> 48mH Streuinduktivität. Weil aber zwei parallel nur die Hälfte. Kegelförmige Sekundärwicklung nochmals eventuell weniger. Parasitäre Kapazität: ähnliche Rechnung -> 0.15pF mit zwei mal parallel also das Doppelte = 0.3pF. Hmm, Spannungsverlauf längs der Achse, Vergussmasse (epsilon=3), müsste man noch mal genauer nachrechnen. Dann kommt der Trafo auf eine Eigenfrequenz (0,3pF / 24mH) von rund 1.8MHz. OK. Ich muss zugeben, dass die gewünschten Leistungsdaten damit nicht zu schaffen sind. Aber viel fehlt nicht, macht immerhin bei Periodendauer Drittel (=Anstiegszeit bei Sprung) 180ns aus. Ein 8MHz-Prozessor schaltet maximal alle 125ns. Die geringe Eigenfrequenz könnte aber auch den Vorteil haben, dass die Kurve nicht so treppenförmig aussieht, sondern ein bisschen schöner geglättet ist. Klar, Dämpfung ist natürlich noch ein Thema. Vielleicht etwas mit NiZn-Ferrithülsen basteln, beim Nulldurchgang dämpfen sie, bei großen Strom gehen sie in Sättigung und stören nicht mehr. So in der Art würde ich die Sache angehen. Aber wie gerade gesagt, die Performance von dem vom TO vorgeschlagenem Projekt schafft man damit so noch nicht. Ist ja auch nicht mein Projekt :-). Gruß, Roland
Roland D. schrieb: > I-Kern mit 93/28/30 mm Kantenlänge, davon 4 > Stück und davon 16Stk. Sportlich! > ein 8Bit-Port > Ein 8MHz-Prozessor Merkwürdige Prioritäten. Beim Trafo eine infernalische Materialschlacht mit hochspeziellen Wickelgütern und dramatischen Einschränkungen bei der erreichbaren Pulsform, auf der anderen Seite 15Cent für eine ordentliche MCU gespart. Das nenne ich mal Cholera mit Pest bekämpfen. Die Pulsformung auf der NV Seite über einen 1/10 Übertrager über einen weiten Frequenzbereich und verschiedenen Pulsformen mit wechselnder Polarität über die lose Kopplung eines HV festen Übertragers mit dramatisch hoher Streuinduktivität. Da klingt der Originalansatz ja verführerisch einfach.
Roland D. schrieb: > Sekundärwicklung zwei mal allerdings gegenläufig gewickelt, je 220 > Windungen a 0,25mm-Draht. Der Draht ist sehr dünn, das könnte Corona-/Teilentladungen geben. Hab noch nicht nachgerechnet ob es mit Vakuumverguss reichen könnte. Eine leitfähige Haube über jeder Stufe zur Potentialsteuerung ist aber notwendig. Leider macht die wieder Kapazität. viel Erfolg hauspapa
Moin, Michael schrieb: > Roland D. schrieb: >> I-Kern mit 93/28/30 mm Kantenlänge, davon 4 >> Stück > und davon 16Stk. > Sportlich! Natürlich nur einen. >> ein 8Bit-Port >> Ein 8MHz-Prozessor > Merkwürdige Prioritäten. > Beim Trafo eine infernalische Materialschlacht mit hochspeziellen > Wickelgütern und dramatischen Einschränkungen bei der erreichbaren > Pulsform, auf der anderen Seite 15Cent für eine ordentliche MCU gespart. Mehr geht, fragt sich nur, wozu. > Da klingt der Originalansatz ja verführerisch einfach. Ja, zumindest was obere Grenzfrequenz angeht, ist der originale Ansatz erstaunlich leistungsfähig. Man müsste ihn nur hinbekommen. Ach ja Materialschlacht, 24 Stufen je 4 SiC-Mosfets ist auch Materialschlacht. Egal wie, es ist ohnehin fraglich, was das ganze Projekt am Ende bringen kann. Du schreibst gerade "dramatischen Einschränkungen bei der erreichbaren Pulsform": Das Originalkonzept kann nur zwei Sachen: Spannung schnell hoch oder schnell runter. Wie schnell bleibt fraglich. Die Pausen dazwischen sind jedenfalls so lang, das ihre Dauer physikalisch keinen Einfluss auf das Ergebnis haben. Da passiert in einem DBD-Plasma nichts mehr. Ergo ist die scheinbar so interessante beliebige Pulsform praktisch gar nicht so beliebig sondern für das schnelle Plasma eigentlich immer gleich. Gruß, Roland
S. K. schrieb: > Roland D. schrieb: >> Sekundärwicklung zwei mal allerdings gegenläufig gewickelt, je 220 >> Windungen a 0,25mm-Draht. > > Der Draht ist sehr dünn, das könnte Corona-/Teilentladungen geben. Auf dem Trafo ist er ja dicht an dicht gewickelt, da gibt es keine so großen Feldstärkeüberhöhungen. > Hab noch nicht nachgerechnet ob es mit Vakuumverguss reichen könnte. > Eine leitfähige Haube über jeder Stufe zur Potentialsteuerung ist aber > notwendig. Leider macht die wieder Kapazität. Noch mal zu Sicherheit: Wenn ich sowas bauen sollte/müsste, dann würde ich den Spannungserzeuger, also die Kaskade, auf geringere Spannung auslegen (weil einfacher) und diese Spannung am Ende mit einem Trafo hochsetzen. Also kein 0,25mm-Draht auf jeder einzelnen Stufe. Wie gesagt, wenn ich sowas bauen sollte. Allerdings würde ich als erstes mal versuchen, den Auftraggeber davon zu überzeugen, dass die Idee nicht besonders gut ist. Weil man fast das gleiche (aus Sicht des Plasmas) auch mit viel weniger Aufwand erreichen kann. Gruß, Roland
Roland D. schrieb: > Da passiert in einem DBD-Plasma nichts > mehr. Mein Wissen über DBD Plasma hört bei Wikipedia auf. Da klingt es allerdings so als bedeute der Ansatz des TO mit sehr großen Kanonen auf sehr kleine Spatzen zu schießen. Ich hätte eher simple Sperrwandler mit RC Pulsformung gesehen als den äußerst ambitionierten Ansatz des TO. Dein Wissen über Trafowickelei ist zumindest deutlich fortgeschrittener als das meine. Wie ermittelst Du die Streuinduktivität und die Wicklungskapazität? Warum der gegenläufige Wickelsinn der gesplitteten HV Wicklung? Roland D. schrieb: > Natürlich nur einen. Okay, also EINEN Trafo für 1/10 Transformation aber einen 16Stufigen Multilevel Converter am Eingang mit 3,x KV. Da würde ich Multilevel rauswerfen und eine 4KV IGBT Vollbrücke mit einem regelbaren HV Netzteil speisen.
Ein Kollege von mir hatte mal ein ähnliches Problem an mich herangetragen. Allerdings als Wunsch für einen handlichen HV-Generator, um z.b. im Supermarkt die Tomaten mit so einem Plasmawind zu sterilisieren. Mein Ansatz war es, zwei der billigen HV-Feuerzeuge in Reihe zu schalten. https://www.ebay.de/itm/325332635778 Soweit ich noch weiss, waren das Sperrwandler mit entsprechender HV-Wicklung bei 16kHz - also Quälerei für die jungen Kollegen und Katzen :-). Wie schon zu erwarten, liessen sich die HV-Wicklungen nicht in Reihe schalten, da die Trafos bei doppelter HV nicht standhielten. Den Aufwand mit LWL-Entkopplung der Steuersignale und einer echten Kaskadierung hatte ich dann nicht mehr getrieben und lieber das Projekt beerdigt.
Bernd K. schrieb: > Trafos bei doppelter HV nicht standhielten Eine Frage des Aufbaus. Zündspulen zeigen wie es gehen kann. Meine ersten HV Gehversuche habe ich auch tatsächlich mit einer KFZ Zündspule gemacht. Einstellig Khz und <50W war die Grenze, soweit ich mich erinnern kann. Dafür >50KV und bei Betrieb unter Öl wohl noch mehr. Wenn HV-DC reicht, man nicht auf Pulsbetrieb aus ist und wenig Leistung benötigt, sind Resonanzbetrieb und Kaskaden das Mittel der Wahl. Nix mit LWL und isolierten Steuersignalen. Alles GND basiert mit hochohmigen Spannungsteiler am Ausgang für die Regelung. Schwebende Potentiale und hochisolierende Strecken, Eingangs wegen Multilevel gefordert, lassen den Aufwand drastisch ansteigen.
Moin, Bernd K. schrieb: > Ein Kollege von mir hatte mal ein ähnliches Problem an mich > herangetragen. Allerdings als Wunsch für einen handlichen HV-Generator, > um z.b. im Supermarkt die Tomaten mit so einem Plasmawind zu > sterilisieren. > > Mein Ansatz war es, zwei der billigen HV-Feuerzeuge in Reihe zu > schalten. > https://www.ebay.de/itm/325332635778 > > Soweit ich noch weiss, waren das Sperrwandler mit entsprechender > HV-Wicklung bei 16kHz - also Quälerei für die jungen Kollegen und Katzen > :-). > Wie schon zu erwarten, liessen sich die HV-Wicklungen nicht in Reihe > schalten, da die Trafos bei doppelter HV nicht standhielten. Ich schätze, die würden sowieso Dauerbetrieb schon nicht können. Einerseits wegen Temperatur, andererseits weil die Isolation nicht dick genug ist. Ich habe mal so ein Ding zerlegt und bin verblüfft darauf gestoßen, das der Schalter für den Sperrwandler als Kaskode realisiert wurde. Also ein Bipolartransistor (NPN) mit Basis an Batteriespannung (sicher wohl noch ein Widerstand davor) und zwischen Emitter und Masse ein Mosfet. Ich frage mich, was das für einen entscheidenden Vorteil bringt. Klar, wenig Gatecharge am Mosfet (muss ja nur Batteriespannung sperren können), keine Millerkapazität mit der sich der Gatetreiber rumschlagen muss und andererseits holt sich der NPN seinen Basisstrom selbst. Aber dafür zwei Bauteile. Weswegen macht man das so? Weil man keinen Mosfet findet, der geschätzte 100V/10A kann aber mit Batteriespannung getrieben werden kann? Gruß, Roland
Moin, Michael schrieb: > Ich hätte eher simple Sperrwandler mit RC Pulsformung gesehen als den > äußerst ambitionierten Ansatz des TO. RC ist leider nicht per Software verstellbar und das soll ja wohl die Intention bei dem Projekt sein. Außerdem sind Widerstände bei Hochspannung auch nicht so ohne. > Wie ermittelst Du die Streuinduktivität und die Wicklungskapazität? Kapazität: war ein bischen Schlampig. Hatte einfach nur mit Zylinderkondensator gerechnet. Tatsächlich sollte die sek-.Wicklung aber kegelig sein, gleichzeitig muss man berücksichtigen, dass diese Wicklung ja auf einen Potenzial-Gradienten aufgeladen ist. Wegen Kegelförmig hat man überall im Zwischenraum gleiche Feldstärke. Man sollte also besser diese Feldstärke bei einer Spannung ausrechnen. Dann das Volumen dieses kegelförmigen Zwischenbereiches ermitteln. Das Volumen mit der Energiedichte des elektrischen Feldes bei eben jener Feldstärke multiplizieren. Und zuletzt über E=1/2CU^2 auf die Kapazität umrechnen. Bei der Induktivität geht die gleiche Methode. Die magnetische Feldstärke wird überall im kegelförmigen Spalt die gleiche sein. Also wieder Feldstärke aus Stromstärke, dann Energiedichte aus Feldstärke, dann Energie aus Energiedichte und Volumen und zuletzt Induktivität aus Energie bei gegebenem Strom. > Warum der gegenläufige Wickelsinn der gesplitteten HV Wicklung? Ich wollte, dass beide sek-Wicklungen den Hochspannungsanschluss auf der selben Seite haben (oben, weit weg vom Tisch). Das Magnetfeld läuft aber im Kreis herum. Also müssen beide gegensinnig gewickelt sein. > Okay, also EINEN Trafo für 1/10 Transformation aber einen 16Stufigen > Multilevel Converter am Eingang mit 3,x KV. > Da würde ich Multilevel rauswerfen und eine 4KV IGBT Vollbrücke mit > einem regelbaren HV Netzteil speisen. Ja, dann geht nur die vermeintlich so flexible Pulsformung nicht. Oder meinst du die Vollbrücke im linearen Bereich zu fahren? übrigens geht das offensichtlich bedingt: https://ppmpower.co.uk/products/hv-amplifiers/high-voltage-amplifiers/ Huch, sehe gerade, dass die auch mit irgendeiner Art von Kaskadierung arbeiten. Aber eine Slewrate von 350V/us ist leider nicht schnell genug, um an der Chemie im Plasma groß was zu machen. 350V braucht man für eine einzelne Mikroentladung und die ist nach 10ns vorbei. So richtig spannend würde es wohl erste ab 350V/ns :-) Gruß, Roland
Roland D. schrieb: > RC ist leider nicht per Software verstellbar Haben wir mal gebaut Eine 20KV Relaismatrix mit Umschaltung von Cs und Rs. Aber für KA Pulsströme zur zerstörenden Prüfung von Widerständen. Steile Lernkurve... Roland D. schrieb: > Oder > meinst du die Vollbrücke im linearen Bereich zu fahren? Das wäre dann die HV AB Vollbrücke. Machbar aber wieder eine ziemliche Kopfnuss. Ich dachte eher daran HV fest einzustellen per COTS HV Netzteil und dann Rechteck mit der Vollbrücke zu machen. Ich kann mir nicht recht vorstellen das man diese flexible Pulsformung wirklich benötigt. Eher unterschiedliche Spannungshöhen für verschiedene Plasmaquellen. Roland D. schrieb: > ein bischen Schlampig Wenn du das sagst... ;-) Ich rechne nur überschlägig, wickel drauf los und messe dann was ich gebaut habe 🙄 Danke für die Erklärung.
Multilevel-Converter meint eigentlich die Synthese von Wechselspannungen aus mehreren Spannungswerten (Multilevel). Damit reduziert sich der Filteraufwand, um z.B. einen Sinus zu erzeugen. Der Materialaufwand ist jedoch erheblich, so daß sich das erst für hohe Leistungen lohnt. Für die Erzeugung von schnellen Impulsen ist der Multilevel-Converter eher nicht gedacht. Eine Reihenschaltung von mehreren HV-Netzteilen ist nur eine Reihenschaltung und kein Multilevel.
Peter D. schrieb: > Eine Reihenschaltung von mehreren HV-Netzteilen ist nur eine > Reihenschaltung und kein Multilevel. Und wenn man die umschaltet wirds wieder Multilevel ;-) Macht eben nur nicht so richtig Sinn, weil der Wirkungsgrad völlig Banane ist für so ein wissenschaftliches Gerät und die erreichbare Frequenz niedrig mit großen Effekten an den Flanken. Daher ja die erhebliche Skepsis derer die Elektronik schon etwas intensiver machen. Das ganze Teil ist m.E. völlig absurd konzeptioniert und löst überhaupt kein Problem das man hat, schafft aber viele neue.
Peter D. schrieb: > Für die Erzeugung von schnellen Impulsen ist der Multilevel-Converter > eher nicht gedacht. Da liegt denke ich der Knackpunkt. Für nen angenäherten Sinus oder Dreieck. Wenn man sauber darauf achtet, dass immer die einzelnen Schaltvorgänge sequenziell erfolgen. Das ganze nur für 2-Quadranten-Betrieb. Im wesentlichen ohmsche Last. Und die Last groß genug, dass zwischen den Ausschaltvorgängen die parasitären Kapazitäten ohnehin entladen werden. Isolierte Versorgung aus Akkus. Die Stufen schön gegeneinander geschirmt. Dann kann das vielleicht was werden. Vielleicht nur nicht mit 100kHz. Für Rechteck kann man die Katastrophe schon mit Spice simulieren sobald man die Modellparameter der FETs, Ansteuerung etc. variiert und sinnvolle Leitungskapazitäten mit einbaut. Da brauchts gar keine Hochspannungseffekte, dass die volle Spannung an einzelnen Stufen anliegt. Könnt man natürlich je Stufe dominierende Kapazitäten ergänzen, nur dann wird die Verlustleistung utopisch.
Stephan schrieb: > Für Rechteck kann man die Katastrophe schon mit Spice simulieren sobald Sieht es im Schaltmoment immer noch so schlimm aus, wenn jede Stufe mit einem 2kV Überspannungsschutz versehen wird? Dieser übernimmt ggf. den Strom für die Schalt-Mikrosekunde und verhindert kurzzeitige Überspannungen. Sowas braucht man ja sowieso, falls ein Modul ausfällt. Bis der Controller den Abschaltbefehl umgesetzt hat (z.B. 20µs), müssen Überspannungen unschädlich gemacht werden. Negative Spannungen an der Brücke übernehmen die Mosfetdioden.
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Bernd K. schrieb: > Sieht es im Schaltmoment immer noch so schlimm aus, wenn jede Stufe mit > einem 2kV Überspannungsschutz versehen wird? Es gibt drei Zustände: Pos Durchgeschaltet Negativ Bei jedem Umschalten muss man Totzeiten einhalten und während der Totzeit verhält sich die Brücke wegen der Body Dioden nicht neutral. Das Verhalten hat man dann bei 25Stufen die alle mit ihrer eigenen Geschwindigkeit schalten. Bei niedriger Spannung und Frequenz würde man das einfach wegfiltern, aber wie ich bereits sehr viel weiter oben erwähnte, rechne einfach mal aus was nur 1nF am Ausgang bei 100Khz und 50KV für eine vollkommen absurde Leistung bedeuten würde. Was heißt überhaupt 'wirklich so schlimm'? Sind wir hier bei verstehen sie Spaß oder dem Bachelor? Das ist HV Leistungselektronik. Da geht noch genug schief wenn man meint an wirklich jedes Detail gedacht zu haben. Gleich mit Wunschkonzert anzufangen ist da eine richtig schlechte Idee. Bernd K. schrieb: > die Schalt-Mikrosekunde 100Khz Rechteck = 10uS für 2 Flanken. Da ist 1us pro Flanke viel.
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Wf88 schrieb: > https://hackaday.com/2024/01/18/lessons-learned-from-a-high-voltage-power-supply/ Tcha, immer 3D-Druck mit uv-härtendem Harz verwenden, da sind die Teile porenfrei. Gruß, Roland
Roland D. schrieb: > immer 3D-Druck mit uv-härtendem Harz verwenden Wie schaut es da mit der dauerhaften Stabilität aus? Auch oder gerade unter der Annahme das HV Ozon erzeugen kann. Wäre unschön wenn nach ein paar Jahren der Isolator oder der Wickelkörper wegbröselt.
Moin, Michael schrieb: > Roland D. schrieb: >> immer 3D-Druck mit uv-härtendem Harz verwenden > > Wie schaut es da mit der dauerhaften Stabilität aus? > Auch oder gerade unter der Annahme das HV Ozon erzeugen kann. > Wäre unschön wenn nach ein paar Jahren der Isolator oder der > Wickelkörper wegbröselt. Bisher meist nur für Entwicklung und Prototypen verwendet. Bei Seriengeräten nur dort, wo mechanische Belastungen gering sind und kein Ozon hinkommen kann. Sonst Frästeile mit definierten Materialeigenschaften. Ach ja, wenn an den Wickelkörper eines HV-Trafos Ozon dran kommt oder dort entsteht, dann hat man GANS SCHÖN was falsch gemacht:-) Aber da wo Ozon rumfliegt, muss man sowieso aufpassen. Und direkt Plasma auf Plastik geht garantiert früher oder später schief. Plastik verkohlt halt und dann hat man Blitzableiter. Also direkt im Plasma Keramik oder Silikon. Aber der zuverlässigste und billigste Isolierstoff ist immer noch Luft - braucht nur mehr Platz:-) Gruß, Roland
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