Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Messung der Sekundärspannung an einem Diode Split Trafo mit galvanischer Trennung


von Dominik (dommel)


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Hallo,
ich verwende in einer Schaltung einen Diode Split Trafo (DST), der 
leider ein sehr wenig aussagekräftiges Datenblatt hat. Ich sollte 
Primärseitig so zwischen 35-40kV erhalten. Bisher bin ich mit 
Spannungsteiler im Einsatz - 5x 1Gohm und 1x 5Mohm, über welchen ich 
Messe. Ich möchte die Sekundärseit auch nur wenig belasten, daher die 
hohen Werte.
Die gemessene Spannung würde ich mir primärseitig von einem µC auswerten 
lassen (mit Anzeige auf eine LCD). Um das ganze etwas sicherer zu 
gestalten, such ich nun nach einer Umsetzung mit galvanischer Trennung. 
Optokoppler scheiden aus, da der Strom duch die Widerstände zu klein 
ist. Hat jemand einen Vorschlag? Kapazitiver Spg.teiler geht ja auch 
nicht, da der DST kein AC ausgibt.

von Thomas B. (thombde)


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Da geht wohl nur Spannungsteiler und mit OP verstärken.
Eine Möglichkeit ist auch ,.....Du lässt den ganzen Kram über Trenntrafo 
laufen.
Wieviel VA das Gerät hat oder wie viel mA bei 40kV fließen weiß ich 
nicht.

: Bearbeitet durch User
von Lu (oszi45)


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Impulsform beachten! ___I___I_ Das wird kein üblicher Sinus sein? Bei 
solchen Aktionen sind mir schon Leiterzüge weggebrannt! Ausreichend 
Abstand einplanen!

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


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Das Ding braucht keine Sinusspannung, man kann das wie einen 
Sperrwandler betreiben. Dabei kann man evtl. ausnutzen, daß ein DST 
mehrere Stufen hat und damit alle Spannungen voneinander abhängen. Also 
wenn man die sekundärseitig abgegebene Spannung einer der AC-Wicklungen 
zur Spannungsmessung benutzt, schafft man vielleicht eine ausreichend 
genaue Messung der Hochspannung, genau wie man bei einem Sperrwandler 
mehrere Spannungen regeln kann, obwohl nur eine davon gemessen wird.

40kV sind übrigens schon ziemlich sportlich, da brauchst schon einen 
recht großen DST aus einem großen und scharfen PC-Monitor. Die hatten so 
um die 35..37kV, große Fernseher hatten weniger, vielleicht 30..32kV.

von Wolfgang D. (blitz_f)


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TV zB. 22 kV
Datensichtgeräte max. 24 kV, eher weniger (je nach Größe).

von Michael B. (laberkopp)


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Dominik schrieb:
> Hat jemand einen Vorschlag?

Wie genau muss es denn sein ?

Denk an ein Schaltnetzteil, das liefert per Optokoppler zuruck.

Die ungenaueren messen über eine zweite Wicklung (in deinem Fall 
deutlich niedrigerer Spannung, z.B. 10V) die dann primär gleichgerichtet 
wird und rechnen per Transformationsverhältnis zurück.

Den Stromverbrauch eines hochohmigen Spannungsteilers wirst du im 
anderen Fall akzeptieren müssen, er entlädt auch den Ausgangskondensator 
damit du weisst, ab wann du keine mehr gewischt bekommst. Aber der Strom 
reicht nicht für eine LED oder deinen uC, dazu brauchst du eine ZWEITE 
galvanisch getrennte Spannung mit geringerer Spannung aber höherer 
Strombelastbarkeit die dann die Auswerteschaltung nach dem 
Spannungsteiler versorgt, deinen uC und seine galvanisch isolierte 
Kommunikation, z.B. Lichtleiter, Funk oder Trafokopplung.

Wenn dein DST eine weitere Wicklung hat, gut, ansonsten einen 
ausreichend isolierenden DC/DC. Und es gibt sehr wenige die 40kV 
isolieren. Manche nutzen einfach eine 9V Blockbatterie zur Versorgung, 
andere Solarzellen und eine starke LED.

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Dominik schrieb:
> Ich möchte die Sekundärseit auch nur wenig belasten, daher die
> hohen Werte.

Braucht es in der Tat, denn die Ausgangsspannung ist gerade im oberen 
Bereich kaum belastbarer als bei z.B. ner Kaskade. Dafür sind 40KV aber 
überhaupt kein Problem, solange man hochohmig bleibt. Bau` einfach einen 
starken Sperrwandler mit z.B. 400V-Mosfet auf, da erreichst du selbst 
70KV problemlos. Natürlich ist das dann nichts für den Dauerbetrieb...
Mit nem großen DST kannst du locker 5cm und mehr selbständig 
durchschlagen lassen, was weit über 50KV, eher 100KV entspricht. 
Allerdings wirklich nur als Sperrwandler, Durchflusswandler sind zwar 
stärker, aber erwärmen den Kern stark, und man hat nur vielleicht 15KV 
oder so.

Wozu das mit dem Optokoppler, einfach den Fußpunkt erden und gut ist...

Normalerweise nutzen DSTs die Bildröhre als Kapazität. Solltest du 
gerade bei schnarchlangsamer Messung über OK auch machen, sonst misst du 
nur Mist.

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Nochwas...erde unbedingt auch die Netzteil-Ausgangsspannung, sonst 
brauchst du bald ein neues. Die Hochspannung verschiebt dir über 
Ionisation sonst schnell den potentialfreien Ausgang des NTs, es kommt 
intern zu Überschlägen. Die meisten Netzteile sind diesbezüglich nämlich 
nicht definiert begrenzt, sondern es schlägt einfach am schwächsten 
Punkt über...

von Michael B. (laberkopp)


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Uwe S. schrieb:
> einfach den Fußpunkt erden und gut ist...

Dann ist es nicht mehr galvanisch getrennt, was je nach dem was er vor 
hat ggf. notwendig ist, aber es ist viel einfacher die notwendigen 
Isolationsspannungen einzuhalten, denn bei galvanischer Trennung muss 
alles 40kV aushalten, bei Fusspunkterdung nur das heisse Ende.

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


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Bei Hochspannung gibt es sowas wie eine echte galvanische Trennung 
nicht, weil Hochspannung diese überwindet sobald sie das isolierende 
Medium ionisieren oder durchschlagen kann. Das sollte man schon 
bedenken, sonst sind z.B. alle nicht gegen sowas gehärteten Geräte in 
der Werkstatt im Arsch wenn man darin sowas wie eine leistungsstärkere 
Teslaspule in Betrieb nimmt.

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Dominik schrieb:
> Um das ganze etwas sicherer zu
> gestalten, such ich nun nach einer Umsetzung mit galvanischer Trennung.

Hier zeigt sich, daß allein Angst zu dieser scheinbaren Notwendigkeit 
führt...

von Thomas R. (thomasr)


Angehängte Dateien:

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Was immer da drin ist hat bei meinem Barco CRT mit 35kV funktioniert und 
ein Bild auf dem Oszi ergeben.

von Dominik (dommel)


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Vielen Dank Euch für die Vorschläge.
Ich denke aber ich sollte etwas konkreter werden ... ich bin dabei mir 
den ersten Aufbau von einem "singing arc" auf PCB zu machen. Heißt, ich 
hab einen 3,5mm AudioIN, einen kleinen Verstärker und am Ende einen 
TL494 als Modulator IC. Der Ausgang vom TL494 steuert dann das Gate von 
einem FET an, welcher an der Primärseite des Trafos hängt und dort 12V 
schaltet.
Da ich kein Trafo von einem alten Fernseh hab, verwende ich diesen 
(https://www.hrdiemen.com/reparation/flyback/model/6638). Die gab's 
massig auf eBay, aber das Datenblatt ist eben ... naja. Ich hab zwar mal 
die L's aller Wicklung gemessen, aber ohne den Al-Wert kann man meines 
Wissens das Übersetzungsverhältnis nicht ausrechnen. Mit meinem kleinen 
Signalgenerator (leider nur SigOUT von einem Picoscope) von Zuhause 
konnte ich auch kein ü ermitteln.
Daher einfach die HV-seitige Messungen mittels Teiler. Von OHMITE gibt 
es die SLIM-MOX10403 Reihe, diese schwebt mir vor. Aufpassen auf Luft- 
und Kriechstreckke aber bevor ich eben in einen µC gehen, möchte ich 
eben gerne galvanisch trennen.
Für diesen Konzept funktionieren daher die Messansätze mit Trafo nicht, 
richtig? In meinem Fall ist es ja eben die HV-Spannung vom DST (siehe 
Link oben), welcher ja eigentlich schon DC ist, auf dem dann das 
Audio-Signal draufmoduliert ist.

@Uwe S. - ich würde sagen, Respekt, nicht Angst ;-)

: Bearbeitet durch User
von Christoph E. (stoppi)


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Einen Plasmaspeaker mit TL494 habe ich auch umgesetzt: 
https://stoppi-homemade-physics.de/plasmaspeaker/

Wenn ich Hochspannungen messen möchte, nehme ich einfach einen 10W 
HV-Widerstand von aliexpress (z.B. 500 MOhm) und schalte diesen in Serie 
mit einem 1/4 W 500 kOhm Widerstand. Parallel dazu einfach das Oszi 
(obwohl ich hier auch immer nur mein Billigsdorfer nehme, denn ich 
möchte mir mein großes/teueres nicht zerschießen im Fehlerfall) oder das 
Multimeter, funktioniert bestens...

Aliexpress-Link: https://de.aliexpress.com/item/1005008130822440.html

von Floriana O. (floriana_o)


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Dominik schrieb:
> …
> Da ich kein Trafo von einem alten Fernseh hab, verwende ich diesen
> (https://www.hrdiemen.com/reparation/flyback/model/6638). Die gab's
> massig auf eBay, aber das Datenblatt ist eben ... naja. Ich hab zwar mal
> die L's aller Wicklung gemessen, aber ohne den Al-Wert kann man meines
> Wissens das Übersetzungsverhältnis nicht ausrechnen. …

Wickelschema findet man über den Link links oben
https://www.hrdiemen.com/reparation/flyback/scheme/6638

Überlege nochmal, L=Al*W^2 und ü=W1/W2, da kann man auch ohne Kenntnis 
von Al das Übersetzungsverhältnis nur mit den Indukivitäten berechnen.

von Thomas B. (thombde)


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Wahrscheinlich reicht schon ein 50µA Drehspulinstrument am 
Spannungsteiler.
So genau muss die Messung im KV-Bereich nicht sein.
Ist halt analog.

von Lu (oszi45)


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> Wahrscheinlich
1. Entscheidend ist die Impulsform bei der Messung. Hohe Nadelimpulse 
werden am Multimeter falsche Werte zeigen und evtl. Dein Messgerät 
killen (Leiterzüge). Eine Hochspannungsmessspitze allein garantiert noch 
keine richtigen Messwerte! Außerdem würde ich für eine spätere 
Messschaltung immer mehrere hochohmige Widerstände in Reihe und 
ausreichend Luftstrecke empfehlen wegen der Spannungsfestigkeit.
2. Ob Dein Trafo für die gewünschten Frequenzen überhaupt geeignet 
ist, wäre die nächste Frage. Ein Zeilentrafo mit Ferritkern arbeitet 
dauerhaft mit 15kHz. Für niedrige Frequenzen wären Eisenbleche als Kern 
zu überlegen?

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Lu schrieb:
> 2. Ob Dein Trafo für die gewünschten Frequenzen überhaupt geeignet
> ist, wäre die nächste Frage. Ein Zeilentrafo mit Ferritkern arbeitet
> dauerhaft mit 15kHz. Für niedrige Frequenzen wären Eisenbleche als Kern
> zu überlegen?

Bitte google mal zum Thema Amplitudenmodulation.

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