Hallo,
aus einem Laserdrucker habe ich einen HV Trafo ausgebaut und ihn mit
Hilfe einer kleinen NE555 Schaltung und einem Moset zu einem
Flybackwandler gemacht, der nun etwa 500V liefert.
Damit lade ich vier 400V Elkos mit je 220µF und möchte die gespeicherte
Energie so schnell wie möglich über einen Prüfling entladen.
Dass dabei kurzzeitig ein ordentlicher Strom fließt ist nicht zu
überhören.
Mit welchem Bauteil könnte man das Schalten materialschonend gestalten?
Wie reagieren Halbleiter auf sehr kurze aber hoche Stromstöße und welche
halten das aus?
Noch einer für Thyristor. Aber nicht irgendeinen, sondern möglichst
einen, der den Strom des "Prüflings" auch aushält. Bei zu schwachen
Schaltern fällt viel Spannung ab -> viel Leistung -> tot.
Das Gleiche gilt sinngemäß auch für FET, IGBT, bipolar oder was auch
immer. Geeignet sind die prinzipiell alle.
Ich bin für IGBT.
Prinzipiell ist es aber egal, ob Thyristor, Mosfet oder IGBT.
Ich würde den nehmen, der kurzzeitig den meisten Strom liefern kann.
IGBTs sind oft kurzzeitig Kurzschlussfest. Mosfets sind eigentlich für
kurze Stromimpulse ideal, allerdings arbeiten diese meist als
Konstantstromquelle, wenn der Strom hoch ist, daher scheiden diese hier
aus. Thyristoren sind auch kurzzeitig stark belastbar.
"Normale" Halbleiter werden ohne Vorwiderstand durch das Entladen so
großer Elkos sofort zerstört oder explodieren sogar. Alternativen wären
Kaltkathoden-Schaltröhren oder ganz einfache Blitzröhren. Die sind da
wesentlich unempfindlicher.
Jörg
Jörg R. wrote:
> "Normale" Halbleiter werden ohne Vorwiderstand durch das Entladen so> großer Elkos sofort zerstört oder explodieren sogar. Alternativen wären> Kaltkathoden-Schaltröhren oder ganz einfache Blitzröhren. Die sind da> wesentlich unempfindlicher.
Das ist relativ. Ich habe beides schon gesprengt, es hängt nur von der
Energie ab.
Blitzröhren sind deshalb unempfindlicher, weil sie einen höheren
Innenwiderstand haben. Bei einer U förmigen Blitzröhre habe ich bei 300V
nur etwa 100A-200A gemessen.
880µF bei 400V sind 70Joule. Das ist schon eine Menge Energie, die worst
case im Schalter verbraten wird. Die meisten Schaltfunkenstrecken,
Thyristoren, IGBTs usw die für Normalverbraucher ohne weiteres
erhältlich sind, werden damit überfordert sein. Ich denke man muss hier
schon in Richtung speziellen Industrie Schaltern gehen.
Für Gasentladungsröhren ist die Spannung etwas an der unteren Grenze, da
diese meist um die 50-100V Brennspannung haben, die dann auf jedenfall
verheizt wird. Entsprechende Leistungstriacs sollte es bei Ebay ab und
zu realtiv günstig geben. Auf jedenfall: Die Diode prallel zu den Elkos
nicht vergessen, ansonsten explodiert dir bei einer Entladung in eine
Induktivität die Elkos !
...Und diese Diode sollte nicht unterdimensioniert sein !
Wenn die Spannung umschwingt, liegt im Idealfall (oder worst case,
ansichts sache) nahezu die selbe Spannung an (mit gedrehter Polarität).
Daher muss die Diode genauso "stark" sein wie der Thyristor (oder
welcher Schalter auch immer).
Etwas dämpfen lässt sich das mit einem Lastwiderstand in reihe zur
Diode, als Strombegrenzung.
> Für Gasentladungsröhren ist die Spannung etwas an der unteren Grenze, da> diese meist um die 50-100V Brennspannung haben, die dann auf jedenfall> verheizt wird.
Die Energie wird so oder so verheizt, oder willst du damit andeuten,
dass die Energie einfach so aus dem Elko verschwindet? ;)
Gruß,
Magnetus
Weitere Möglichkeit aber ziemlich teuer. Wasserstoff-Thyratron,
Schuricht hatte mal so was im Programm. Das sollte die Leistung
abkönnen, ist aber sehr teuer...
Roland
@Benedikt K.
> Jörg R. wrote:>> "Normale" Halbleiter werden ohne Vorwiderstand durch das Entladen so>> großer Elkos sofort zerstört oder explodieren sogar. Alternativen wären>> Kaltkathoden-Schaltröhren oder ganz einfache Blitzröhren. Die sind da>> wesentlich unempfindlicher.>> Das ist relativ. Ich habe beides schon gesprengt, es hängt nur von der> Energie ab.
Natürlich kann man mit genügend viel Energie alles sprengen. Mit 4 x 220
µF ist der zu entladene Elko aber in der Größenordnung "normaler"
Blitzelkos und wird weder eine Schaltröhre noch eine Blitzröhre
sprengen.
> Blitzröhren sind deshalb unempfindlicher, weil sie einen höheren> Innenwiderstand haben. Bei einer U förmigen Blitzröhre habe ich bei 300V> nur etwa 100A-200A gemessen.
Da sich die Energie innerhalb von ms in Wärme umsetzt und in dieser Zeit
keine nennenswerten Wärmeleitprozesse stattfinden, ist eher
entscheidend, in welcher Materialmenge sich diese Energie verteilt und
wie das Material auf die Temperaturerhöhung reagiert. Halbleiter sind
deshalb so empfindlich, weil ihr "aktive" Volumen sehr gering ist und
weil selbst kleinste (Zer)Störungen in der Kristallstruktur die gesamte
Funktion des Halbleiters außer Kraft setzen.
> Auf jedenfall: Die Diode prallel zu den Elkos> nicht vergessen, ansonsten explodiert dir bei einer Entladung in eine> Induktivität die Elkos !
Bei EINER Entladung sicher nicht. Elkos können nur einen winzigen
Bruchteil der zu ihrer Explosion nötigen Energiemenge speichern.
Jörg
Magnus Müller wrote:
>> Für Gasentladungsröhren ist die Spannung etwas an der unteren Grenze, da>> diese meist um die 50-100V Brennspannung haben, die dann auf jedenfall>> verheizt wird.>> Die Energie wird so oder so verheizt, oder willst du damit andeuten,> dass die Energie einfach so aus dem Elko verschwindet? ;)
Mit einer Schaltfunkenstrecke gehen rund 25% der Spannung und somit der
Energie am Schalter verloren. Das ist recht ineffizient.
Jörg R. wrote:
> Natürlich kann man mit genügend viel Energie alles sprengen. Mit 4 x 220> µF ist der zu entladene Elko aber in der Größenordnung "normaler"> Blitzelkos und wird weder eine Schaltröhre noch eine Blitzröhre> sprengen.
Wie du selbst schreibst: Es kommt auf das Volumen an, in dem die Energie
frei wird. Kleinere Röhren habe ich schon mit weniger Energie gesprengt
(OK, es war auch ein MP Kondensator, d.h. die Energie wurde in einer
sehr kurzen Zeit frei.)
>> Auf jedenfall: Die Diode prallel zu den Elkos>> nicht vergessen, ansonsten explodiert dir bei einer Entladung in eine>> Induktivität die Elkos !>> Bei EINER Entladung sicher nicht. Elkos können nur einen winzigen> Bruchteil der zu ihrer Explosion nötigen Energiemenge speichern.
Vielleicht nicht unbedingt explodieren, aber kaputt gehen schon. Solche
Probleme treten bei Coilgunnern recht häufig auf.
