Hallo, Ich suche eine Schaltung, mit der einige hundert Ampere für einige Millisekungen geschaltet werden können. Es handelt sich um einen Kondensator mit 47000µF/40V, der mit einer Spule kurzgeschlossen wird. Kann man das einem Mosfet zutrauen? Welche schweren Geschütze muß ich auffahren? mfg, Stefan.
Hallo, Schau mal in der Parametersuche von IR oder Infineon die haben nette Sachen die auch noch bezahlbar sind... Kondensator --> Spule, könnte das sein daß du ne Coilgun baust? :)
Halbleiter is schon OK, und so groß müssen die nichtmal sein. Für ein paar Mikrosekunden packen viele FETs das 10- bis 20-fache ihres Nennstromes, wenn nicht sogar mehr. Aber trotzdem kühlen!
Hi, du hast leider nicht genau geschreiben was Du tun willst. Im Prinzip sollte das mit MOSFETS gehen. Wenn allerdings eine Spule mit im Spiel ist, muss Du aufpassen was beim Abschalten passiert. Wenn Du nur den einfachen Kreis aus Spule und Kodensator hast könnten bei Aussschalten durch die Spule große Induktioenspannungen auftreten, die den MOSFET sofort zerschießen. Ich würde daher für solche Anwendungen IGBTs empfehlen. Die können deutlich mehr Spannung ab und sind für solche Anwendungen zu bevorzugen. Weiterhin solltest Du sicherstellen, dass der Kondensator dauerhaft diese Kuzschlussströme kann. Grüße, ein Gast
Ja, es ist so eine Art Coilgun. FET probiere ich mal aus. Schutzbrille hab ich ja schon :-) Thyristor.... Gute Idee. Irgendeinen Vorschlag, welchen? mfg, Stefan.
Thyristor ist ein sehr gutes Stichwort für Google. Ich les erstmal ein wenig. :-)
Hi, der Thyristor ist das richtige Schaltelement für diese Anwendung. Pulsbatterien zur Erzeugung hoher Magnetfelder funktionieren normalerweise auch so. Bei Farnell bekommst du z.B. Thyristoren die ein paar kA Pulsstrom verkraften für ~30€, ein vergleichbarer Transistor kostet ein Vielfaches. Vergiss nicht dass die induktive Last den Strom weiter treiben wird und der Thyristor erst im Stromnulldurchgang abschaltet. Ohne Schutzbeschaltung wird dabei der Kondensator umgeladen (siehe Schwingkreis). Ein Elko verkraftet die negative Spannung normalerweise nicht. Gruß Reinhard
Hallo Reinhard, Vorweg, ich hab kaum Ahnung, wie ein Thyristor wirklich funktioniert. Ich habe mir mal die Schaltung bei http://www.rapp-instruments.de/accelerator/Coilgun/coilgun.htm angesehen. Das Prinzip der Schaltung habe ich verstanden. Reinhard wirft aber eine Schutzschaltung in die Diskussion. Wirkt nicht aber der Thyristor als Diode in der Schaltung? Der Gegenstrom vom Abbau des Magnetfeldes in der Spule sollte der Thyristor doch vom Kondensator zuverlässig abhalten? mfg, Stefan.
Von Mosfets würde ich abraten: Das Problem an diesen ist, dass diese nur bei niedrigen Strömen den angegebenen Widerstand haben. Ab einem bestimmten Strom, wird der Mosfet eher zu einer Konstantstromquelle. Das sieht man schön aus dem Diagramm Fig1 im Datenblatt: Der Widerstand ist nur bei niedrigen Strömen (in diesem Fall also bis knapp über 1kA konstant, danach steigt er relativ schnell an. Ich würde auch zu Thyristoren greifen, das sind eindeutig die beste Wahl für sowas. Die haben auch den Vorteil, dass man die Schaltung relativ leicht durchsimulieren kann, und z.B. den I²T Wert und die Anstiegsgeschwindigkeit bestimmen kann, was bei Thyristoren im Daenblatt angegeben ist. Dann kann man zumindest schonmal abschätzen, ob der Thyristor das überleben wird oder nicht.
Stefan May wrote: > angesehen. Das Prinzip der Schaltung habe ich verstanden. Reinhard wirft > aber eine Schutzschaltung in die Diskussion. Wirkt nicht aber der > Thyristor als Diode in der Schaltung? Stell dir anstelle der Spule mal eine Spannungsquelle vor, und ersetze den Thyristor in Gedanken durch eine Diode. Wierum wird der Elko jetzt aufgeladen ? Wenn du das nicht glaubst, schau mal auf www.powerlabs.org, da ist beschrieben was passieren kann, wenn die Diode zu schwach dimensioniert ist.
Die Spule induziert aber einen entgegengesetzten Spannung beim Abbau des Magnetfeldes. mfg, Stefan.
Dann stimmt es doch, daß der Thyristor diese Gegenspannung auffängt. :-) Oder bin ich jetzt total blind? mfg, Stefan.
Stefan May wrote: > Dann stimmt es doch, daß der Thyristor diese Gegenspannung auffängt. :-) Nein ! Du verwechselst Spannung und Strom. Schau dir das mal an: http://www.hcrs.at/SMAG.HTM
probiers mit dem IRFP 2907 aus, entweder klappts oder nicht danach bist du auf jedenfall 4,70€ schlauer. http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfp2907.pdf Das Ding schafft 200A Dauerleistung und 800A Impulsleistung glaube kaum das du mit dem Widerstand deiner Spule, den Übergangswiderständen und dem Drain-Source Widerstand da nicht locker 0,1 zusammenbekommst. Außerdem hat die Spule ja auch eine bestimmte Induktivität, die am Anfang die Stromaufnahme begrenzt bis sie in Sättigung geht und dann erst der reine ohmsche Widerstand zum tragen kommt. Also ich sage das es geht.
Sonst guck mal den IRF1404 an, 1,xx Euro bei Reichelt. Kann auch 200A und 800A Puls. Dass, wenn der Kondensator entladen ist, er sich dann durch den Spulenstrom wieder andersrum auflädt, weisst du? Einem Elko tut das nicht gut. Und nach einer Viertel Periode dreht auch der Strom um, dann leitet die Reverse Diode des FET. Mit andern Worten, irgendwo muss die Energie des Kondensator hin, und wenn sie keiner absorbiert, dann pendelt sie endlos in der Schaltung rum.
Holla, Hab jetzt mit 'nem FET mal angefangen bei kleinen Spannungen, damit mir nicht gleich alles um die Ohren fliegt. Hab auch ein bisschen gemessen und die Gegenspannung auf dem Oszi gesehen. Holla die Waldfeh, aus 2V hat das Ding -40V gemacht. War zwar ein sehr kurzer Impuls, aber jetzt weiß ich, daß ohne Schutzschaltung nix geht. Thyristor ist der nächste Schritt. Danke für die Hilfe soweit. Wenn ich Probleme kriege, melde ich mich. mfg, Stefan.
Hey Stefan, bin neu hier und habe deine Frage nebst Antworten gelesen. Als med. Techniker Röntgengeräte kann ich sagen, achte auf die Bezeichnung A²/s und Stromsteilheit. D.h. Stromverdrängung pro Fläche und Zeit, sonst "Überkopfzündung". Nicht auf die Impulsleistung bei 10ms !!!!! Die Freiräumzeit des Halbleitermaterials ist wichtig. Ist sie zu groß bleibt er leitend und zermarmelt die Schaltung. 47000µF 40 Volt ist ein relativer Witz. Kondensatorschweißgerät aus Elektor? Akkus Punktschweissen? 4x BUZ10 parallel sollten reichen, gibt von Elektor einen Schaltplan + Programm für PIC-- auf Atmel null problem. Gruß Micha
> 47000µF 40 Volt ist ein relativer Witz.
Nein, nicht in meiner Anwendung. :-) Ich will damit keine Kanone bauen,
sondern einfach nur Metallkugeln beschleunigen. Der Zweck dieses ganzen
Versuches ist es, ein Modell für einen Teilchenbeschleuniger zu bauen.
Die Magnetspule bildet sozusagen die HF-Strecke in meinem Modell.
Das Prinzip der Elektor-Schaltung würde mich trotzdem interessieren. Hat
jemand einen Schaltplan davon?
Ich sollte im Betreff vielleicht das "Sehr" streichen. Im Moment
scheinen alle an mehrere Kiloampere zu denken. :-)
mfg, Stefan.
micha wrote: > Als med. Techniker Röntgengeräte kann ich sagen, achte auf die > Bezeichnung A²/s und Stromsteilheit. > D.h. Stromverdrängung pro Fläche und Zeit, sonst "Überkopfzündung". > Nicht auf die Impulsleistung bei 10ms !!!!! Du scheinst dich ja ganz gut mit Thyristoren auszukennen. Jetzt mal eine Frage dazu: Wie ist dass, wenn ich die i²t, di/dt und dU/dt Werte einhalte, meine Entladung aber nur <1ms dauert. Kann ich dann mit dem Impulsstrom deutlich (5-10x) über den angegeben Wert für 10ms gehen, ohne dass der Thyristor kaputt geht ? Stefan May wrote: > Das Prinzip der Elektor-Schaltung würde mich trotzdem interessieren. Hat > jemand einen Schaltplan davon? Irgendwo habe ich die Schaltung, ich kann mal suchen wenn du unbedingt willst. Ich halte die Schaltung von Elektor aber für einen Witz. In der Anleitung steht u.a. dass man solange Mosfets parallel schalten soll, bis diese bei der Entladung nicht mehr kaputt gehen. Ich denke das sagt schon alles über die Professionalität von dieser Schaltung...
Elektor? :-) Naja, den meisten Hobby-Elektronikern kann man das Rechnen scheinbar nicht zumuten. Zumindest den Elektor-lesenden. Ist ja auch gar nicht so einfach, eine solche Schaltung zu dimensionieren. Ich gehe ja prinzipiell mit den Thyristoren jetzt ähnlich vor. Allerdings will ich eher mit kleinen Lade-Spannungen und kleinen Kapazitäten anfangen und mich dann vortasten. Und dann möchte ich natürlich auch noch so halbwegs verstehen, was ich da so mache. Ich hab jetzt zum Experimentieren ein paar Thyristoren bei der Bucht geschossen. Das sind SC30C400, technische Daten: U: 400 V I: 30 A I²t: 1500 A²s di/dt: 100 A/µs Der I²t-Wert sagt mir irgendwie nix. Unter di/dt kann ich mir noch was vorstellen, das ist der maximale Stromanstieg beim Einschalten. Beim Simulieren mit LTspice ist mir übrigends aufgefallen, daß es dort von der Spule keine Gegenspannung gibt. Simulationsfehler? Oder PEBCAC? mfg, Stefan.
Stefan May wrote: > Der I²t-Wert sagt mir irgendwie nix. Unter di/dt kann ich mir noch was > vorstellen, das ist der maximale Stromanstieg beim Einschalten. I²t gibt die Energiemenge an, bei der das Teil durchbrennt. Wenn ich das richtig verstanden habe, dann ist dass der eigentlich begrenzende Faktor für den Strom (der eine bestimmte Zeit lang fließt), daher auch meine Frage an micha.
di/dt und dU/dt Werte einhalten (einfach nicht einfach) und TSE Beschaltung Induktivität und C muß richtig berechnet werden,U auch prinzipiell wie in der umrichtertechnik
Tom wrote: > Mit andern Worten, irgendwo muss die Energie des Kondensator hin, und > wenn sie keiner absorbiert, dann pendelt sie endlos in der Schaltung > rum. Idealerweise sollte sie ja ins Geschoss, oder? ;-)
Klar soll die Energie ins Geschoss, allerdings soll die Schaltung ohne Geschoss nicht gleich abrauchen. :-) Ich hab hier ein schönes Java-Applet gefunden, mit dem der Schwingkreis aus R, L und C simuliert werden kann. http://www.coilgun.info/mark2/rlcsim.htm Da ist schön die negative Spannung zu sehen, die von der Spule kommt. Durch geschicktes Wählen von R, L und C kann man den Schwingkreis jedoch so bedämpfen, daß keine negative Spannung entsteht. Wie kann ich eigentlich die Kraft berechnen, die auf das Geschoß wirkt, wenn ich R, L und C kenne? mfg, Stefan.
>Wie kann ich eigentlich die Kraft berechnen, die auf das Geschoß wirkt, >wenn ich R, L und C kenne? Ok, die Frage hat sich beim Studium von "Barry's Coilgun Design Site" erledigt. Eine sehr informative Quelle. mfg, Stefan.
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