Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schalten von Energiereichen Impulsen


von Eho C. (ehochx)


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Hallo,
im Privatem umfeld möchte ich gerne 4kV/2kA für ca 20 µs schalten 
können.
Ich frage mich gerade welches Relais geeignet für dieses zweck wäre.

https://eu.mouser.com/datasheet/2/418/9/ENG_CS_5_1773450_5_sec7_LEV200_0313_5_1773450_5_Se-3350824.pdf

Bei "Estimated Make & Break Power Switching Ratings" ist ein 
Maximalstromvon 650 A angegeben .. naja nun frage ich mich hierbei geht 
man davon aus, dass die ströme dauerhaft 650A wären bei einer dauerhaft 
anliegenden Spannung. In meinem Fall wäre es nur ein kurzer Impulse. Was 
meint ihr, ist das Relais nach einmaligen schalten von 4Kv/2kA @ 20µs 
bereits nach dem ersten Versuch kaputt?

mfg

von H. H. (hhinz)


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Eho C. schrieb:
> im Privatem umfeld möchte ich gerne 4kV/2kA für ca 20 µs schalten
> können.

Im privaten Umfeld? Nenne deine PLZ, damit man ausreichend Abstand 
halten kann.

von Wolf17 (wolf17)


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20µs Puls mit Relais? Datenblatt nicht gelesen?

Operate Time @ 25°C—
Close (includes bounce), Typ. — 25 ms
Bounce (after close only), Max. — 7 ms
Release (includes arcing), Max @2000A — 12 ms

von Eho C. (ehochx)


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Ahh so ein misst und dann prellt das ding auch noch. Ich denke dann werd 
ich weiter suchen müssen.

von Wolf17 (wolf17)


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Mit zwei von denen (je 1,9k€) könnte es gehen, wenn man Spannungspeaks 
unter 4,5kV halten kann:
https://www.digikey.de/de/products/detail/infineon-technologies/FZ800R45KL3B5NOSA2/7792017
Damit der nicht durch die Schaltverluste zerstört wird, sollte man in 
<1µs schalten. Dazu erfordert es Gatetreiber >10A.

Und Splitterschutz für die Experimentalphase. Insgesamt nichts für 
Anfänger.

von Lotta  . (mercedes)


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Das Ignitron ist Dein Freund.
Das sag ich immer wieder.

Beschäftige dich mit den Grundlagen,
hol Dir eines, freue Dich.
Da prellt nix, und robust ist es auch.

mfg

von Thomas R. (thomasr)


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Das riecht nach gepulstem RADAR. Da gibt es so etwas schon seit vielen 
Jahren. Mußt du wohl bei Y-Reisezubehör schauen :-))

von Rainer D. (rainer4x4)


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Lotta  . schrieb:
> Das Ignitron ist Dein Freund.
> Das sag ich immer wieder.
Ich auch! 100% Ack!

von Gerd E. (robberknight)


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Thomas R. schrieb:
> Das riecht nach gepulstem RADAR. Da gibt es so etwas schon seit vielen
> Jahren. Mußt du wohl bei Y-Reisezubehör schauen :-))

Wäre das gepulstes Radar, würde das bei der Leistung dann doch ein wenig 
weiter reichen als das private Umfeld.

Geht es vielleicht um ne Coilgun?

von Eho C. (ehochx)


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Nein ich wollte ein Surgegenerator bauen :)

von Eho C. (ehochx)


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Lotta  . schrieb:
> Das Ignitron ist Dein Freund.
> Das sag ich immer wieder.
>
> Beschäftige dich mit den Grundlagen,
> hol Dir eines, freue Dich.
> Da prellt nix, und robust ist es auch.
>
> mfg

Danke für den Hinweis, ich schaue mir das mal an. Aber auf den ersten 
Block würd ich sagen das ist nun kein alltägliches Bauteil :D

von Lotta  . (mercedes)


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Eho C. schrieb:
> Lotta  . schrieb:

> Danke für den Hinweis, ich schaue mir das mal an. Aber auf den ersten
> Block würd ich sagen das ist nun kein alltägliches Bauteil :D

Vorsicht!
Auch alles andere sind keine normalen Bauteile:
Die Kondensatorbatterie sollte koaxial aufgebaut sein.
die Verdrahtung aus 1Cm Durchmesser "Draht", etwa die
Erdungsleitungenn der Bundesbahn.

Aufbau Deines Versuchs anfangs auf ner Betonplatte im Freien!
Alle Halbleiter in 10m Umkreis entfenen!
Dein Versuch fernsteuern!!  Armbanduhr ablegen!

Na, immer noch experimentierfreudig? :-O

mfg

von Eho C. (ehochx)


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Lotta  . schrieb:

> Vorsicht!
> Auch alles andere sind keine normalen Bauteile:
> Die Kondensatorbatterie sollte koaxial aufgebaut sein.
> die Verdrahtung aus 1Cm Durchmesser "Draht", etwa die
> Erdungsleitungenn der Bundesbahn.
>
> Aufbau Deines Versuchs anfangs auf ner Betonplatte im Freien!
> Alle Halbleiter in 10m Umkreis entfenen!
> Dein Versuch fernsteuern!!  Armbanduhr ablegen!
>
> Na, immer noch experimentierfreudig? :-O
>
> mfg

ALso jetzt wirds wild .. das sollte eigentlich kein Freitagsthread 
werden..

von Wolfgang D. (blitz_f)


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Moin,
ich kann Dir ein Wasserstoff-Thyratron anbieten. HY-3202.
Max. Ratings:  32 kV //  20 kA.
Damit kannst Du's krachen lassen.....
Gruß, W.

von H. H. (hhinz)


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Wolfgang D. schrieb:
> ich kann Dir ein Wasserstoff-Thyratron anbieten. HY-3202.
> Max. Ratings:  32 kV //  20 kA.
> Damit kannst Du's krachen lassen.....

Dabei braucht er nur einen kleinen Trafo...

von Harald K. (kirnbichler)


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Eho C. schrieb:
> ALso jetzt wirds wild .. das sollte eigentlich kein Freitagsthread
> werden..

Warum nur glaube ich Dir nicht?

Eho C. schrieb:
> im Privatem umfeld möchte ich gerne 4kV/2kA für ca 20 µs schalten
> können.

Weder 4 kV noch 2 kA sind Werte, mit denen man im "privaten Umfeld" 
üblicherweise konfrontiert wird, und schon gar nicht in dieser 
Kombination.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Harald K. schrieb:
> Weder 4 kV noch 2 kA sind Werte, mit denen man im "privaten Umfeld"
> üblicherweise konfrontiert wird, und schon gar nicht in dieser
> Kombination.

Eho C. schrieb:
> Nein ich wollte ein Surgegenerator bauen :)

Er hat dich genau spezifiziert was er machen will.

Ich hab hier ein uralt museumsstück. Die haben dort drinnen eine 
einfache Funke Strecke mit veränderbarem Luftspalt.

Soweit ich das im Kopf habe, haben die im Prinzip einem sperrwandler 
gebaut und statt der Diode die Funkestrecke eingesetzt.

Wie normkonform der Puls damit wird... .Ka.... In den Unterlagen steht 
noch was von IEC1000-... ...ist also wirklich alt :)

Ich habe auch schon Mal mit dem Gedanken gespielt sowas zu bauen... Aber 
wer hat schon Zeit für sowas :)

Ich würde aber Mal mit IGBTs experimentieren... IXGX75N250 hält gut 500A 
für 1ms. Das könnte sich thermisch ausgehen. Du brauchst ja nur 1puls 
pro Minute können. Mit 2 stück davon in Serie und einer getunten 
Ansteuerung könnte das was werden... ist aber sicher haarig.


73

von Uwe (uhi)


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> Weder 4 kV noch 2 kA sind Werte, mit denen man im "privaten Umfeld"
> üblicherweise konfrontiert wird, und schon gar nicht in dieser
> Kombination.

Kommt auf die Dauer an. Wenn man an einem alten Röhrenmonitor denkt, hat 
man die Spannung leicht erreicht. Und wenn man dort einen 
Schraubendreher so platziert, dass er den Hochspannungskondensator 
kurzschließt, könnte für ein paar Piko(?)-Sekunden vielleicht sogar der 
besagte Strom fließen. 4kV / 2kA sind zwei Ohm, okay, so niederohmig 
werden die Kondensatoren vielleicht nicht sein.
War der Plan, dass das "Relais" den Strom ein- und wieder ausschalten 
soll in der genannten Zeit? Das schafft ein Relais zeitlich nicht. Nur 
einschalten und dann die Zeit über die Kondensatorentladung definieren 
würd gehn. Relais verschweißen gern, wenn sie zu viel Strom beim 
Einschalten sehen, aber wenn der Stromfluss extrem kurz ist, hat das 
Metall keine Zeit aufzuschmelzen.

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Weder 4 kV noch 2 kA sind Werte, mit denen man im "privaten Umfeld"
> üblicherweise konfrontiert wird, und schon gar nicht in dieser
> Kombination.
Ach komm, das sind doch nur 8 Megawatt.

Bildungsfernsehen:
https://www.youtube.com/watch?v=agwKNLoU6g8

von Eho C. (ehochx)


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Hans W. schrieb:
> Harald K. schrieb:
>> Weder 4 kV noch 2 kA sind Werte, mit denen man im "privaten Umfeld"
>> üblicherweise konfrontiert wird, und schon gar nicht in dieser
>> Kombination.
>
> Eho C. schrieb:
>> Nein ich wollte ein Surgegenerator bauen :)
>
> Er hat dich genau spezifiziert was er machen will.
>
> Ich hab hier ein uralt museumsstück. Die haben dort drinnen eine
> einfache Funke Strecke mit veränderbarem Luftspalt.
>
> Soweit ich das im Kopf habe, haben die im Prinzip einem sperrwandler
> gebaut und statt der Diode die Funkestrecke eingesetzt.
>
> Wie normkonform der Puls damit wird... .Ka.... In den Unterlagen steht
> noch was von IEC1000-... ...ist also wirklich alt :)
>
> Ich habe auch schon Mal mit dem Gedanken gespielt sowas zu bauen... Aber
> wer hat schon Zeit für sowas :)
>
> Ich würde aber Mal mit IGBTs experimentieren... IXGX75N250 hält gut 500A
> für 1ms. Das könnte sich thermisch ausgehen. Du brauchst ja nur 1puls
> pro Minute können. Mit 2 stück davon in Serie und einer getunten
> Ansteuerung könnte das was werden... ist aber sicher haarig.
>
>
> 73

Danke dir.
Mit Luftspalt mhh. Könnt ich da nicht einfach nen "überdimensioniertes" 
Relais/Schütz nehmen (withstand 4kV). Die dinger werden zwar prellen 
aber ich hab ja ne hohe Spannung die dann kurzeitig aufgrund von 
ionisiorungseffekte brücken wird (Luftspalt). Schütze sind nicht teuer 
und vielleicht sind hoffentlich auch nicht gleich sofort kaputt und 
haben verklebte Kontakte hinterher :D

Richtig der Impulse ist nur für 20 .. 100µs vorhanden. Hierbei wird eine 
Kapazität durch ein Filternetzwerk/Formungsnetzwerk entladen. Das ganze 
soll nach norm ein Blitzschlag in der nähe simulieren. Der Impuls wird 
jede minute widerholt.

-----------------------------------------------------------------
Ist schon wieder irre, es ist scheinbar nicht möglich am Donnerstag 
Abend/Freitags mal ne Frage zu stellen ohne das irgendwelche Sp!nn*r 
antworten
Siehe:
>> von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
07.02.2025 10:08
>>Ach komm, das sind doch nur 8 Megawatt.
>>
>>Bildungsfernsehen:
>>https://www.youtube.com/watch?v=agwKNLoU6g8

>>von Harald K. (kirnbichler)
>>Weder 4 kV noch 2 kA sind Werte, mit denen man im "privaten Umfeld"
>>üblicherweise konfrontiert wird, und schon gar nicht in dieser
>>Kombination.

: Bearbeitet durch User
von Michael (Gast)


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Eho C. schrieb:
> ALso jetzt wirds wild

Da hat Lotta schon nicht unrecht.
Ich habe bereits Pulsgeneratoren gebaut.

Eho C. schrieb:
> der Impulse ist nur für 20 .. 100µs vorhanden.
Ohne koaxialen Aufbau eben nicht.
Die parasitäre Induktivität des Aufbaus verhagelt dir den Puls.

Auch Deine Filterbank muss induktionsarm aufgebaut sein.
HV Puls ist nix für zweitbeste Lösungen.

Fertige HV Schalter gibts bei Behlke.
Gut und teuer.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Ist schon wieder irre, es ist scheinbar nicht möglich am
> Donnerstag Abend/Freitags mal ne Frage zu stellen ohne
> das irgendwelche Sp!nn*r antworten
Probiere es doch zur Abwechslung mal mit einer sinnvollen Frage... 
vielleicht möchtest Du ja gerne ein paar LEDs steuern anstatt nicht 
gerade ungefährliche Hochenergie-Experimente mit utopischen bzw. 
Heimwerker-Mitteln nur sehr schwer einzuhaltenden Spannungen oder 
Strömen.

Zweitens brauchst Du das Wort "Spinner" nicht zu verstecken, Meinungen 
werden nicht anders oder besser bzw. weniger strafbar wenn man sie 
unnötigerweise und dann auch noch unzureichend zu verschleiern versucht. 
Mit meiner Meinung über Dich muss ich mich deswegen aus strafrechtlichen 
und diplomatischen Gründen zurückhalten - aber Du kannst sie Dir 
sicherlich denken!

Drittens, wenn Du hier im Forum überleben möchtest, dann leg Dir besser 
ein dickes Fell zu. Dieses Forum hier ist nicht für seine Diplomatie 
oder Freundlichkeit bekannt. Stärken in der Kernkompetenz Elektrik 
bedeuten auf der anderen Seite oft Schwächen in der Kernkompetenz Mensch 
oder zwischenmenschliche Kommunikation. Für Fragen nach Coilguns etc. 
wird hier jeder standrechtlich erschossen, der bloße Verdacht reicht 
aus. Das ist nun mal leider so, besser Du gewöhnst Dich dran, sonst hast 
Du hier keinen Spaß.

von Michael (Gast)


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Ben B. schrieb:
> mit utopischen bzw.
> Heimwerker-Mitteln nur sehr schwer einzuhaltenden Spannungen oder
> Strömen.
Findet man in jeder Mikrowelle.
Der Trafo + Verdoppler schafft ohne Last die 4KV locker.
Nur noch 4KV Speicherkondensator dazu und Regeltrafo für den MOT.

Die 2KA fliessen wenn man den Speichercap in die RC Filterbank entlädt.
Also alles mit 'Haushaltsmitteln' zu erreichen.
Bis die blöde Physik zuschlägt und einfach kein steiler Puls 
zustandekommt.

Was der TO vorhat ist nicht so abwegig.
Es ist nur schwer zu erreichen.
Z.B. die Kontaktierung der Filterwiderstände ist uns nach ein paar 
Pulsen weggebrannt obwohl die Peff die Teile nicht mal warm gemacht hat.
Eine Materialschlacht mit steiler Lernkurve.

Der TO hat auch das Recht sich selbst zu entleiben.
Es müssen nicht ständig Sicherheitsbeleerungen ausgesprochen werden.

Mit KFZ Zündspule und NE555 sind ja schon weit jenseits der 20KV einfach 
machbar.
HV ist nicht schwer zu erzeugen.
V/µs ist das Problem.
Ist ein Unterschied ob ich 10V oder 4000V in 1µs Flankenanstiegszeit 
haben will.
Und bei 2KA macht eine parasitäre Induktivität von 1uH schon richtig 
Kopfschmerzen und sehr teure Halbleiter lösen sich in Lärm und Gestank 
auf.

von Mobile (mobileteser)


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Auf jeden Fall sämtliche stromführenden Leitungen sehr gut fixieren.
Vielleicht hilft das weiter: 
https://publisher.hitachienergy.com/preview?DocumentID=9AKK107991A0504&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Die 2KA fliessen wenn man den Speichercap in die RC Filterbank
> entlädt. Also alles mit 'Haushaltsmitteln' zu erreichen.
Da kann aber auch sein, daß da eben nicht 2kA fließen, sondern deutlich 
mehr oder deutlich weniger. Deswegen habe ich gesagt, mit Hausmitteln 
ist sowas schwer zu kontrollieren bzw. einen kontrollierten Strom in 
dieser Größenordnung fließen zu lassen, erst recht bei 4kV.

von Michael (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Da kann aber auch sein, daß da eben nicht 2kA fließen, sondern deutlich
> mehr oder deutlich weniger.
Äh, nein!

Ben B. schrieb:
> mit Hausmitteln
> ist sowas schwer zu kontrollieren
Hängt vom 'Haus' ab würde ich sagen.
Dem geneigten E-Bastler stehen heute Geräte, Bauteil und 
Dienstleistungen für kleinstes Geld zur Verfügung.

Ben B. schrieb:
> einen kontrollierten Strom in
> dieser Größenordnung fließen zu lassen
Ach das ist leicht!
R=4KV/2KA => 2R
Das ist auch bei HV nix anderes.
Nur das der 2R ein ziemlich fettes Teil wird und man feststellt das sich 
ein Zement Drahtwickel-R fulminant von einem nichtinduktiven Planar-R 
unterscheidet.
Die Induktivität des Drahtwickels verhindert bereits einen scharfen 
Flankenanstieg, verursacht aber eine dramatische Abschaltspitze.

Im HV Bereich wird sogar sehr viel hemdsärmeliger gebaut als in der 
Schwachstromarena.
Man baut sich auch die Tastköpfe oft selber.

Die einzige Schwierigkeit bei HV ist die Angst.
Der eine hat zuviel davon und hält das alles für unbeherrschbares 
Hexenwerk, dem anderen fehlt der notwendige Respekt und er kommt 
deswegen zu Schaden.
Alles andere ist nur Elektrotechnik.

Vor jedem Handgriff muss man sich bewusst sein das es der letzte Fehler 
sein kann.
Also eigentlich nichts anderes als ob man ein Klavier im Treppenhaus 
bewegt, auf einer hohen Leiter arbeiten oder Mutti nur mal ganz kurz mit 
Flipflops auf dem Fensterbrett im 6ten Stock balanciert, um den nervigen 
kleinen Fleck da ganz hinten...

Ich wette am Steuer eines Autos hat der TO mehr Nahtoderlebnisse als bei 
einer vernünftig geplanten HV Arbeit, an einem sauberen Arbeitsplatz und 
mit genug Ruhe und Verstand jeden Handgriff im Kopf durchzuspielen bevor 
man ihn macht.

von Lotta  . (mercedes)


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@Eho,

Du darfst nicht alles als Spinnerei abtun, was man Dir hier rät.
Immerhin gibts hier geile Freaks, die Deine Experimente schon hinter
sich haben. (wie etwa ich, bzw. mein Opa ;-P)
Warum willst Du nicht von denen lernen, Dein Leben schützen und dazu
ne Menge Lehrgeld sparen?

Deshalb rennst Du ja auch etwa bei mir "Offene Türen" ein!!!

Wie bei ner Sprengung muß die von Euch erzeugte Energie
in möglichst kurzer Zeit abgegeben werden können, um maximalen
Effekt zu erreichen.
So haben die meisten Sprengstoffe nen kleineren Brennwert als Kohle!
Die Geschwindigkeit, also die Brisanz der Verbrennung, macht ihre 
zerstörerische Wirkung aus!
Du mußt also bei Deinem Experiment also maximalen Stromanstieg
in möglicht kurzer Zeit achten!

Vergiss alle Halbleiterbauteile als Schalter. Die sind teuer und
kosten Lehrgeld, wenn Du ihre Kennlinien / Grenzwerte nicht
einhältst, und Du kannst diese nicht einhalten, das verspreche
ich Dir!! :-P
Hol bei Ebay nen Ignitron PL... mit möglichst hohen Amperewerten
( 150 A Dauerstrom bei 1 KV oder höher ist ein Muss) preisgünstig.

Das hat den Vorteil, als Röhre zig mal überlastbar zu sein und bei 
Versuchen erstmal keine Wasserkühlung zu benötigen.  Das Ding
kann dann später dann an die Wasserleitung angeschlossen werden,
um dann Megawatt-Impulse zu schalten!

Ich würde erstmal mit 1000 Volt Kondensatorbankspannung anfangen,
das ist mit handelsüblichen 400 Mikrofarad 500 V Elkos leicht
zu erreichen.

So @Eho, nun können wir vernünftig diskutieren.

mfg
Lotta.

: Bearbeitet durch User
von Michael (Gast)


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Lotta  . schrieb:
> an die Wasserleitung angeschlossen werden,
> um dann Megawatt-Impulse zu schalten!

Unnötig.
Diese wahnwitzigen MW entstehen für us und das auch nicht im Schalter.
Der Schalter braucht sogar bei häufiger Auslösung keine Kühlung.
Und für häufige Auslösung muss die Quelle aber richtig bumms haben das 
die den Puffer Cap so schnell nachgeladen bekommt.

Halbleiter machen das sehr gut, wenn man weiß was man tut.

Ich habe mal blind einen Scheibentyristor rausgegriffen.
4,5KV bei 5,5KA für eine 60Hz Halbwelle.
https://de.farnell.com/powerex/t8k7453503dh/scr-thyristor-350a-4-5kv-t-82/dp/4687747

Mit einem geeigneten Ablauf kann man mit Thyristorschaltern für wenig 
Kohle sehr weit kommen.

von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


Angehängte Dateien:

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Eine Halbwelle ist etwas ganz anderes als wenn Du einen Thyristor mit 
angelegter niederinduktiver Hochspannung zuendest. Im ersten Fall 
zündest Du kurz nach dem  Nulldurchgang und der Zündimpuls hat Zeit sich 
auszubreiten bis die wirklich grossen Stroeme fliessen. Im zweiten Fall 
hat die Zündung keine Zeit sich auszubreiten und es kommt zum 
Durchlegieren...

von Christian (dragony)


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Eho C. schrieb:
> Hallo,
> im Privatem umfeld möchte ich gerne 4kV/2kA für ca 20 µs schalten
> können.
> Ich frage mich gerade welches Relais geeignet für dieses zweck wäre.

Bei 2kA/20us musste ich ja schon lachen, aber als ich währenddessen das 
Wort Relais(!!!) lesen musste, wars dann vorbei. 1A Double-Laugh! In 
Comedy-Contests gibt sowas viele Punkte! GZ!

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Eho C. schrieb:
> Mit Luftspalt mhh. Könnt ich da nicht einfach nen "überdimensioniertes"
> Relais/Schütz nehmen (withstand 4kV).

Ich bin mir nicht sicher, ob das auf Dauer gut geht...außerdem wird dir 
die Verzögerung des Zündens Spannungsabhängig werden. Nicht gut, wenn du 
irgendwann auf den AC-Sinus triggern willst.

Ein Experiment, dass ich vorgenommen habe mal auszuprobieren wäre sowas:
https://www.youtube.com/watch?v=ma-xpn1WPuI

Also eine DIY Lösung zur Triggered Sparkgap.
Damit sollte der 1,2µs Puls machbar werden... glaube ich...

HV Erzeugung ist wirklich nicht das Thema.
Es gibt ausreichend regelbare Netzteile die kurzschlussfest sind und 
damit die C-Bank direkt laden können.

Für das passende Impedanznetzwerk kann man Google frage. Es gibt da 
einige Paper auf Researchgate in denen man Bauteilwerte findet... oder 
halt alte Servicemanuals suchen :)

Weil ich's so schnell wiedergefunden habe: 
https://ijeees.com/wp-content/uploads/2021/02/ID48.pdf

73

: Bearbeitet durch User
von Michael (Gast)


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Uwe B. schrieb:
> Im ersten Fall
> zündest Du kurz nach dem  Nulldurchgang

Kann, muss aber nicht. Jeder Punkt auf der Halbwelle ist zulässig.
Behlke baut u.A. Thyristorschalter für sowas.

Aber natürlich gibt es keine Garantie das ein Halbleiter diesen Betrieb 
klaglos mitmacht.
Gebaut wurden die für ganz andere Dinge und man muß viel selber 
probieren.

Was machst Deiner Meinung nach Behlke anders, das sie mit Thyristoren HV 
schalten können?

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Christian schrieb:
> Bei 2kA/20us musste ich ja schon lachen, aber als ich währenddessen das
> Wort Relais(!!!) lesen musste, wars dann vorbei.

Tja, ich muss zusätzlich auch noch bei allen Antworten lachen. Man 
scheint die 20µs komplett zu ignorieren. Wahrscheinlich geht es um nicht 
mehr als ein paar geladene Kerkos/Folkos in der Größe einer 
Zigarettenschachtel! Da schreibt man hier von Ignitrons, 
Scheibenthyristoren, Halbleiter würden ganz ausscheiden, akute 
Lebensgefahr, usw.. Einfach nur der Brüller!
Das was der TO vor hat, würde ich der Einfachheit halber in SMD/Reflow 
auf Platine angehen. Da reicht ja glatt noch ein IGBT als Schalter, 
statt nem Thyristor. OK, vielleicht zwei, drei parallel, damit die 2KA 
auch zuverlässig erreicht werden, die Teile nicht im Einschnürbereich 
arbeiten. Mehr ist das nicht. Und da geht überhaupt nichts kaputt, das 
einmalige Entladen von Kondensatoren ist so ziemlich das Einfachste, was 
man sich in der Elektronik überhaupt vorstellen kann. Natürlich kann das 
irgendwann zur Herausforderung werden, aber doch nicht bei den hier 
genannten Dimensionen. Ihr dürft nicht bei allem wo KA steht, an 
monströse Elko-Batterien, Railguns und Coin-shrinking denken.

von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


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Michael schrieb:
> Uwe B. schrieb:
>> Im ersten Fall
>> zündest Du kurz nach dem  Nulldurchgang
>
> Kann, muss aber nicht. Jeder Punkt auf der Halbwelle ist zulässig.
> Behlke baut u.A. Thyristorschalter für sowas.
>
> Aber natürlich gibt es keine Garantie das ein Halbleiter diesen Betrieb
> klaglos mitmacht.
> Gebaut wurden die für ganz andere Dinge und man muß viel selber
> probieren.
>
> Was machst Deiner Meinung nach Behlke anders, das sie mit Thyristoren HV
> schalten können?
Von der Behlke Webseite:

Aplication Note: Unlike classical disc thyristor switches with very 
limited dv/dt and di/dt capabilities, the fast BEHLKE thyristor 
switching modules are made of a very large number of smaller thyristor 
dies ...

von .● Des|ntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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so ganz ohne den Schalter (Relais, Halbleiter etc) zu zerstören
 lässt sich auch mit einer Flamme schalten.

Z.B. kann eine Funkenstrecke solange offen sein,
bis man eine Flamme an den Luftspalt hält.
Über die Flamme ist der Stromweg dann geschlossen.

Nur so um zu schauen, ob das, was man vorhat,
mit einem HV-Impuls in etwa erreicht wird.
Wäre doch blöd, wenn man erstmal 6 Relais zerstört,
aber das gewünschte Ergebnis erreicht man mit diesen 4KV noch garnicht.

Danach kann man ja immer noch ein passendes Bauteil einsetzen,
wenn man z.B. meint dass man zur Zündung einen Knopf drücken will.

von Michael (Gast)


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Uwe B. schrieb:
> are made of a very large number of smaller thyristor
> dies
Danke.

Uwe S. schrieb:
> akute
> Lebensgefahr
Naja, das bleibt schon aufgrund der Spannungshöhe.
Bei 4KV gibts tiefe Verbrennungen und verschmorte Nerven mit Pech.
Ist ja keine HV Kaskade ohne Bumms.

Beim Rest stimme ich Dir soweit zu.
Eine eher kleine Herangehensweise mit moderaten Größen.
Der IGBT ist wie der Thyristor sehr überlastfest und mit 4,5KV zu 
kaufen.
Das müsste gehen ohne große Klimmzüge.

Ich habe bis zu 20KV an 4uF gepulsed.
Da nutzt man gerne das Behlke Know How Halbleiter zu verschalten und 
gleichzeitig zu zünden.

●Des|ntegrator ●. schrieb:
> lässt sich auch mit einer Flamme schalten.
Oder mit einer UV getriggerten GDT oder oder oder...
Aber warum nicht einfach einen Halbleiter verwenden?

von .● Des|ntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> Aber warum nicht einfach einen Halbleiter verwenden?

hab ich ja geschrieben. erstmal so dann so.

von Michael (Gast)


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●Des|ntegrator ●. schrieb:
> erstmal so dann so.

Nochmal: Warum?
Pulsformung mit RC Glied ist so einfach das man das locker an LTspice 
simulieren kann.
Da kann man auch schön mit Induktivitätbeiwerten spielen.

4KV ist nicht die Welt.
Da muss man nicht erst herausfinden ob die Basics der Elektronik da auch 
so funktionieren. Das tun sie!

von .● Des|ntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> Nochmal: Warum?

hab ich längst geschrieben

von Fritz G. (fritz65)


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In diesem Spannungs- und Strombereich sollten getriggerte Funkenstrecken 
( triggered spark gap) gut funktionieren. Natürlich kann man die, einmal 
gezündet, nicht wieder abschalten. Aber i.a. wird die Energie ja ohnehin 
in einem Kondensator gespeichert, dessen Kapazität mit der Impedanz des 
Verbrauchers die Pulsdauer bestimmt.

https://www.tdk-electronics.tdk.com/download/2995438/a36c8abaa877a02437205a5e34a2c0c3/switching-spark-gaps-pb.pdf

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Uwe S. schrieb:
> Das was der TO vor hat, würde ich der Einfachheit halber in SMD/Reflow
> auf Platine angehen.

Genau...

Uwe S. schrieb:
> Ihr dürft nicht bei allem wo KA steht, an
> monströse Elko-Batterien, Railguns und Coin-shrinking denken.

Er hat genau beschrieben, was er will:

Eho C. schrieb:
> Nein ich wollte ein Surgegenerator bauen :)

Also einen Testgenerator ähnlich IEC 61000-4-5.

Im Prinzip ist das meiste hier beschrieben: 
https://en.wikipedia.org/wiki/IEC_61000-4-5

Bitte zeig uns, wie du 6µF@4kV und 10µH@2kA in SMD unterkriegst.

73

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Hans W. schrieb:
> Bitte zeig uns, wie du 6µF@4kV und 10µH@2kA in SMD unterkriegst.

Ich rede vom Leistungsschalter, nebst Ansteuerung. Nicht von Quelle und 
Verbraucher. Die hat der TO ja sicherlich schon. Und es wäre nicht 
verkehrt, wenn er diese mal konkret benennen könnte. Bevor es hier 
wieder einigen mit Starkstromschaltern durchgeht, die für sich allein 
schon 5x größer sind, als alles andere auf dem Tisch...

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Uwe S. schrieb:
> Hans W. schrieb:
>> Bitte zeig uns, wie du 6µF@4kV und 10µH@2kA in SMD unterkriegst.
>
> Ich rede vom Leistungsschalter, nebst Ansteuerung. Nicht von Quelle und
> Verbraucher. Die hat der TO ja sicherlich schon. Und es wäre nicht
> verkehrt, wenn er diese mal konkret benennen könnte. Bevor es hier
> wieder einigen mit Starkstromschaltern durchgeht, die für sich allein
> schon 5x größer sind, als alles andere auf dem Tisch...

Na gut, dann bitte zumdest das!

Mit so einem testpuls geht dir eine 30kW  3 Phasen brücke ohne 
gas-ableiter locker kaputt. Das Leistungsmodul hat dabei in etwa diene 
Zigarettenschachtel größe.

Auch typische varistoren aus Haushaltsgeräten explodieren normalerweise 
lustig, wenn man einen 4kV Puls einkoppelt.

Zeig also einen SMD Schalter, bei dem die bond-drähte das "hauerhaft" 
aushalten und dir der Halbleiter nicht irgendwann durchlegiert. Das soll 
nämlich einige Stunden durchpulsen können (min. 1x pro Minute)... Und 
das in 90° Schritten am Sinus.

Un komm jetzt nicht mit "hat niemand gesagt"! Oben stand Klipp und klar 
surge generator!

73

von Michael (Gast)


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Hans W. schrieb:
> surge generator

Es gibt derer viele.
Auch weit leistungsärmeres Gedöhns.
Was genau der TO vorhat wissen wir nicht.

An sich ist der Schalter schon in SMD zu bauen und wird nicht sehr groß.
Das macht die Kiste noch längst nicht ungefährlich oder einfach.
Du hast völlig recht das bei den Pulsenergien Bauteile einfach platzen.
Mit lautem Knall und weit fliegenden Splittern.

Trotzdem braucht man kein Ignitron dafür.
Schaltet man genug parallel das man deutlich unter 2kA bleibt, passt das 
so.
Man muss die Halbleiter nur alle synchron aufbekommen.

Die Kompetenz eines HV Schalters kann man sich mühseelig erwerben oder 
bei Behlke einkaufen.

Hans W. schrieb:
> Mit so einem testpuls geht dir eine 30kW  3 Phasen brücke ohne
> gas-ableiter locker kaputt.
Das beweist nichts.
Einige Halbleiter können rückwärts durchbrechen und überleben, andere 
nicht.

von Jakob L. (jakob)


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Hans W. schrieb:
> Zeig also einen SMD Schalter, bei dem die bond-drähte das "hauerhaft"
> aushalten und dir der Halbleiter nicht irgendwann durchlegiert. Das soll
> nämlich einige Stunden durchpulsen können (min. 1x pro Minute)... Und
> das in 90° Schritten am Sinus.

Die Bond-Drähte sind nicht das Problem, der Puls (zur Vereinfachung mal 
angenommen als Rechteckpuls 2 kA für 20 µs) hat einen I2t Wert von 80 
A2s - und dieser Wert ist das für die Bond-Drähte das entscheidende 
Kriterium. Zum Vergleich ein CMA50E1600TZ SCR (ist SMD, allerdings "nur" 
1600V) kann laut Datenblatt (I2t Value for fusing) bis zu 1520 A2t, also 
mehr als genug Reserven.

Problematisch ist bei Thyristoren eher dass der Strom nicht beliebig 
schnell ansteigen darf (Critical rate of rise of on-state current). Und 
Leistungshalbleiter für 4 kV sind in der Regel nicht in SMD verfügbar. 
Serienschaltung wäre zwar theoretisch möglich aber da kann bei der 
Ansteuerung auch einiges schief gehen.

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Hans W. schrieb:
> Zeig also einen SMD Schalter

Es ist fast schon eine Kunst, einen Halbleiter durch einen einzelnen 
20µs-Strompuls zu zerstören. Das ist ganz weit oben in der SOA, man kann 
daher fast die volle Spannung und den vollen Pulsstrom ansetzen. Und da 
ist noch nicht mal berücksichtigt, daß bei diesen HV-Pulsen 
normalerweise die Gesamtdauer gemeint ist, also bis zur Entladung der 
Kondis. Es ist also real sicherlich noch 5x entspannter für den 
Schalter...
Was soll ich groß raussuchen, schau einfach selbst nach passenden IGBTs 
und lass` dich beeindrucken! Spätestens mit 4 oder 6 Stück parallel ist 
das Ding gelaufen, und hält Jahrzehnte. Für deine Abneigung gegenüber 
modernen Schaltern kann ich nichts, sie zeigt lediglich unfreiwillig 
deinen Stand.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Uwe S. schrieb:
> Es ist fast schon eine Kunst, einen Halbleiter durch einen einzelnen
> 20µs-Strompuls zu zerstören.

aja... ich habe nicht nur 1 gerät gesehen, dass nach so einem impuls tot 
war.

Jakob L. schrieb:
> Die Bond-Drähte sind nicht das Problem, der Puls (zur Vereinfachung mal
> angenommen als Rechteckpuls 2 kA für 20 µs) hat einen I2t Wert von 80
> A2s - und dieser Wert ist das für die Bond-Drähte das entscheidende
> Kriterium. Zum Vergleich ein CMA50E1600TZ SCR (ist SMD, allerdings "nur"
> 1600V) kann laut Datenblatt (I2t Value for fusing) bis zu 1520 A2t, also
> mehr als genug Reserven.
>
> Problematisch ist bei Thyristoren eher dass der Strom nicht beliebig
> schnell ansteigen darf

Naja, der Ausgangspuls hat 1,2µs rise-time auf die 4kV bzw im 
Kurzschluss sinds 8µs bis er die 2kA erreicht.

Die Kurvenform, die man erreichen soll, habe ich oben über wikipedia 
verlinkt.

Also da jetzt ein paar Halbleiter parallel oder in Serie schalten und 
das geht bei euch ohne Tricks und tuning gut... Hut ab!

73

von Gerald B. (gerald_b)


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Hans W. schrieb:
> Zeig also einen SMD Schalter, bei dem die bond-drähte das "hauerhaft"
> aushalten und dir der Halbleiter nicht irgendwann durchlegiert.

Es ist nicht nur das Schmelzintegral, sondern bei 2 KA spielt auch noch 
die Loenzkraft eine nicht unbedeutende Rolle, die wortwörtlich an den 
Bonddrähten "zerrt".

von Michael (Gast)


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Hans W. schrieb:
> ich habe nicht nur 1 gerät gesehen, dass nach so einem impuls tot
> war.

Ich vermute aber das du das was vermischt.
Pulse ich mit einem HV Puls einen Halbleiter der dabei rückwärts 
durchbricht ist das was völlig anderes als ein Halbleiter der im 
Vorwärtsbetrieb kurzzeitig überlastet wird.
Der gleiche Halbleiter der im gesperrten Zusatnd sofort die Grätsche 
macht, zuckt nicht mal wenn der Puls im leitenden Zustand kommt.

Rückwärtiger Durchbruch führt meist zum sofortigen Ableben, vollkommen 
unerheblich wie massiv das Teil für Vorwärtsbetrieb gebaut ist.
Überlastung im Vorwärtsbetrieb ist im Endeffekt ein thermisches Problem.
Im Fall der Thyristoren zusätzlich ein Problem der sich nur langsam 
ausbreitenden leitenden Zone, was zur massiven Überlastung der 
frühzeitig leitenden 'Inseln' führt und damit zur 'Kernschmelze' bevor 
sich die Wärme oder der Strom ausbreiten kann.

Surgegeneratoren pulsen mit Frequenzen die sich eher im Sub Hz Bereich 
bewegen und fallen dazwischen auf Null.
Zwischen den beiden Pulsen liegt so viel Zeit das es da fast keine 
Vorgeschichte mehr gibt.

Jakob L. schrieb:
> Die Bond-Drähte sind nicht das Problem
Das sieht Behlke anders.
Ich hab mal einen defekten Schalter seziert.
Chip Dies mit vielfachen Bonddrähten.
Von den Leistungswiderständen weiß ich das die Kontaktstellen zum 
Planar-R weggebrannt sind auf Dauer.
Wir mussten massiv überdimensionieren, nur weil dann die Bondverbindung 
flächiger ist.

von Esmu P. (Firma: privat) (max707)


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Eho C. schrieb:
> Hallo,
> im Privatem umfeld möchte ich gerne 4kV/2kA für ca 20 µs schalten
> können.
> Ich frage mich gerade welches Relais geeignet für dieses zweck wäre.
>
Puff kaputt, der Generator läuft rückwärts!

von Michael (Gast)


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Hans W. schrieb:
> Also da jetzt ein paar Halbleiter parallel oder in Serie schalten und
> das geht bei euch ohne Tricks und tuning gut

Ja.
Serie ist Naturgegeben schwer.
Daher sucht man das zu vermeiden, was bei 4KV kein Problem ist.

Da als kleinster möglicher Widerstand 2R (2kA an 4KV) vorgegeben ist.
würde ich Symetrierwiderstände auf alle IGBT verteilen und jedem seinen 
eigenen Treiber + Gate R.

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