Die Schaltung enthält einen dummen Fehler. Korrektur im 3.Beitrag oder 2.Anhang
Hallo,
kurzer Hintergrund: Ich möchte als Hochspannungsquelle so billige, vergossene China-Modul(e) (angeblich 400kV, realistisch 12kV) einsetzen, um einen Kondensator auf max. 5kV zu laden.
Mit Hilfe der Eingangsspannung lässt sich die Ausgangsspannung steuern (sicher nicht linear), wie hier im Video gezeigt wird (1V Eingang = 1,1kV Ausgang, wie der Videoautor mit dem HV-Tastkopf bereits zuvor gemessen hat): https://yewtu.be/watch?v=fMvgno33Cjo&t=273
Am Labornetzteil funktioniert das Steuern auch schon sehr gut. Jetzt möchte ich das ganze jedoch lieber geregelt mit einem LiIo-Akku betreiben.
Los geht's: Analogtechnik kenne ich aus meiner Ausbildung eigentlich nur theoretisch (Berechnungsaufgaben an idealen Opamps und so) - und das ist zudem schon lange her. Nichtsdestotrotz ist daraus nun der Schaltungsentwurf im Anhang geworden.
Kurze Erläuterung der Ideen: Der TL431 soll als 2,5V Referenzspannung dienen. Es gibt wohl auch noch 1,25V Dioden (bandgap reference). Wäre das vorteilhafter als ein TL431? Also mal abgesehen davon, dass sich der Shunt halbieren würde, was bei Spannungen im kV-Bereich eh kaum ins Gewicht fiele. Meine Sorge ist aktuell eher die Hochohmigkeit des Opamp-Eingangs? Weiß jemand, wie der so ist? Als Opamp kenne ich jetzt nur den LM358 der noch aus den 70ern stammt. Sind moderne Typen da besser/sinnvoller? Es fließen i.d.R ja nur 10-50uA durch den Shunt (bei 1-5kV -> 0,5-2,5V) zu dem der invertierte Opamp-Eingang dann parallel liegt.
Um der Komperator-Schaltung noch eine Hysterese zu verpassen, kann man wohl eine Widerstand zwischen nichtinvertierten Eingang und Ausgang schalten. Wäre das in diesem Fall sinnvoll, um schnelles Schwingen zu vermeiden (am Regelpunkt). Ich denke nicht, da der FET ja vermutlich in Linearbetrieb geht und keine harte Zweipunktregelung macht?
Müssen sonst noch irgendwelche kleinen Kerkos zwischen Ein- und Ausgängen, um Schwingungen zu vermeiden? Ist in der Praxis ja öfters so, in meiner Theorie (ideale Bauteile) leider nie?
kurzer Hintergrund: Ich möchte als Hochspannungsquelle so billige,
vergossene China-Modul(e) (angeblich 400kV, realistisch 12kV)
Hehe ;-)
Los geht's: Analogtechnik kenne ich aus meiner Ausbildung eigentlich nur
theoretisch (Berechnungsaufgaben an idealen Opamps und so) - und das ist
zudem schon lange her. Nichtsdestotrotz ist daraus nun der
Schaltungsentwurf im Anhang geworden.
Dein Spannungsteiler ist falsch angeklemmt. Die Sekundärseite sollte bzw. MUSS geerdet werden.
Kurze Erläuterung der Ideen: Der TL431 soll als 2,5V Referenzspannung
dienen. Es gibt wohl auch noch 1,25V Dioden (bandgap reference).
Also mal abgesehen davon, dass sich der
Shunt halbieren würde, was bei Spannungen im kV-Bereich eh kaum ins
Gewicht fiele. Meine Sorge ist aktuell eher die Hochohmigkeit des
Opamp-Eingangs? Weiß jemand, wie der so ist?
Ib ca. 50nA bei 20°C, max. 300nA bei 85°C (so in etwa)
Als Opamp kenne ich jetzt
nur den LM358 der noch aus den 70ern stammt.
Ist OK.
Sind moderne Typen da
besser/sinnvoller?
Kaum.
Es fließen i.d.R ja nur 10-50uA durch den Shunt (bei
1-5kV -> 0,5-2,5V) zu dem der invertierte Opamp-Eingang dann parallel
liegt.
Reicht.
Um der Komperator-Schaltung noch eine Hysterese zu verpassen,
Warum soll der als Komparator, sprich Zweipunktregler arbeiten? Das ist nicht so clever. Bau ihn lieber als Linearregler auf. Das hast du ja auch schon. Es fehlt aber der Widerstand am - Eingang und der Kondensator zwischen Ausgang und - Eingang. So wie hier, die Regleschleife ist die Gleiche. Nur daß du am Ende die Spannung reglest.
vermeiden (am Regelpunkt). Ich denke nicht, da der FET ja vermutlich in
Linearbetrieb geht und keine harte Zweipunktregelung macht?
Wenn man es richtig macht, dann ja.
Dein MOSFET ist "leicht" überdimensioniert. Das hat nicht immer Vorteile, schon gar nicht bei solchen Schaltungen. Nimm einen, der zwei Nummern kleiner ist. Vermutlich reicht ein BC337, denn dein HV-Modul wird nur ein paar hundert mA ziehen.
Miss aber vorher mal dein Modul durch. Deine Schaltung funktioniert nur, wenn die Ausgangsmasse galvanisch von der Eingangsmasse getrennt ist. Wenn nicht, muss man die Masse des Moduls auf die Battriemasse legen und die Ansteuerung auf der + Seite machen (PNP-Transistor). Dazu muss man auch die Logik des Reglers anpassen.
Danke für die rasche Antwort Falk. Das Modul zieht bei 4V laut Labornetzteil tatsächlich 1,5A (zumindest bei Kurzschluss über 1cm Funkenstrecke) und nicht nur ein paar mA. BC338 sollte nur bis 800mA gehen.
Danke für die rasche Antwort Falk. Das Modul zieht bei 4V laut
Labornetzteil tatsächlich 1,5A (zumindest bei Kurzschluss über 1cm
Funkenstrecke) und nicht nur ein paar mA. BC338 sollte nur bis 800mA
gehen.
OK, dann muss es halt ein etwas größerer Transistor sein. Aber kein 12mOhm, 63A Monster. Das hat u.a. eine viel zu große Steilheit, das schwingt eher als daß es stabil regelt. Ok, das Ding hat eine niedrige U_GS_THR (0,6-2V), das kann man mit 2-3V sicher ansteuern. Versuch dein Glück. Aber ersetze den OPV durch einen TS912, das ist ein moderner R2R OPV.
Dank euch für die Tipps. Dass der Opamp ein erlaubten Eingangsspannungsbereich hat, war mir gar nicht bewusst. Dann also doch lieber nur eine 1,25V Referenz nehmen?
Wenn die Ausgangsleistung des Opamps zu gering für den LL-FET ist, muss dann noch eine zusätzliche Verstärkerstufe dazwischen?
Danke auch für den Tipp mit der galvanischen Trennung. Ich glaube, das ist nicht so (deshalb hat m.E. die Reihenschaltung in dem Video auch nicht funktioniert).
Nachtrag: Also rein ohmsch mit dem Multimeter messe ich erstmal keinerlei Verbindung zwischen ein und Ausgang. Werde gleich mit einem Iso-Messgerät noch mal probieren.
Sollte es dennoch nötig sein: Gibt es passende P-Kanal LL-FETs?
Wenn ich stattdessen einen Bipolartransistor nehme (in dem Fall PNP), habe ich doch schon ein Spannungsfall(U_CE) von 0,7V? Deshalb dachte ich bei der niedrigen Eingangsspannung lieber einen LL-FET zu wählen.
Der 10K-Widerstand vor dem invertierten Eingang sowie der 1n-Kondensator zum Ausgang werde ich dann mal so aus der Konstantstromschaltung übernehmen.
Noch mals vielen Dank für die Tipps,
hat mir sicher schon jede Menge toter Bauteile erspart bei Trial and Error.
Stimmt, ganz dummer Flüchtigkeitsfehler. Jetzt korrigiert im
Hier https://www.ebay.de/itm/354096321280 sieht man aus welchen Bauteilen ein Flyback aufgebaut ist, der deine 5kV problemlos schafft, und wohl auch in deinem 400kV Modul drin ist, dort mit einer Villard-Kaskade ergänzt. Eine schnelle Hochspannungsdiode direkt ohne 100k an deinen Kondensator (bevorzugt in der Schaltung einer Mikrowelle) und fertig. Der OpAmp vergleicht nur noch die Kondensatorspannung mit der Referenz und schaltet mit geringer Hysterese per MOSFET ab.
Um der Komperator-Schaltung noch eine Hysterese zu verpassen, kann man
wohl eine Widerstand zwischen nichtinvertierten Eingang und Ausgang
schalten. Wäre das in diesem Fall sinnvoll,
Meine Sorge ist aktuell eher die Hochohmigkeit des
Opamp-Eingangs? Weiß jemand, wie der so ist? Als Opamp kenne ich jetzt
nur den LM358 der noch aus den 70ern stammt. Sind moderne Typen da
besser/sinnvoller?
Ja. z.B. TLC2272.
Deutlich geringere Eingangsströme die als Last deinen Hochspannungsteiler viel weniger belasten und damit weniger verfälschen.
Dank euch für die Tipps. Dass der Opamp ein erlaubten
Eingangsspannungsbereich hat, war mir gar nicht bewusst. Dann also doch
lieber nur eine 1,25V Referenz nehmen?
Das ist weniger das Problem, eher der Ausgang, der beim LM358 nur bis auf VCC-1,5V hoch kommt.
Wenn die Ausgangsleistung des Opamps zu gering für den LL-FET ist, muss
dann noch eine zusätzliche Verstärkerstufe dazwischen?
NEIN! Die max. AusgangsSPANNUNG ist das Problem.
Danke auch für den Tipp mit der galvanischen Trennung. Ich glaube, das
ist nicht so (deshalb hat m.E. die Reihenschaltung in dem Video auch
nicht funktioniert).
Nachtrag: Also rein ohmsch mit dem Multimeter messe ich erstmal
keinerlei Verbindung zwischen ein und Ausgang.
Du sollst den Durchgang zwischen Eingangsmasse (Minus) und Ausgangsmasse (Minus) messen!
Sollte es dennoch nötig sein: Gibt es passende P-Kanal LL-FETs?
Wenige.
Wenn ich stattdessen einen Bipolartransistor nehme (in dem Fall PNP),
habe ich doch schon ein Spannungsfall(U_CE) von 0,7V?
Der kann auch kleiner sein, wenn es der Richtige ist.
Deshalb dachte ich
bei der niedrigen Eingangsspannung lieber einen LL-FET zu wählen.
Naja, die Idee ist nicht vollkommen falsch.
Der 10K-Widerstand vor dem invertierten Eingang sowie der 1n-Kondensator
zum Ausgang werde ich dann mal so aus der Konstantstromschaltung
übernehmen.
Danke noch mal. Und die modernen Typen haben höhere Spannungen am Ausgang als Vcc-1,5V? Also genannt wurde jetzt TS912 und TLC2272 als Austauschtyp.
Auch Iso-Messung mit 250V ergab überigens keinerlei Nierdohmverbindungen zwischen Eingang und Ausgang (auch bei Minus gegen Minus). Insofern werde ich es erst mal mit dem geplanten LL-FET probieren, zumal ich noch rund 10Stück davon hier habe. Überdimensioniert wäre schön, denn in den Video werden sogar mehrere Module problemlos parallel geschaltet!
@Michael B.: Den Flyback habe ich schon öfters gesehen. Passt aber vermutlich von den Maßen gar nicht in das Modul, ist also ein anderer. In den Videokommentaren steht im übrigen, was in dem Modul ist. Wurde in einem anderen Video schon mal "auseinandergeschmolzen". Vom Prinzip her (Sperrwandler) ist es sicherlich dasselbe (+Villardkaskade). Dennoch möchte ich da jetzt erst mal keine großen Eigenbauten mehr probieren, wenn es die fertigen, wirklich billigen Module (hatte damals glaub ich nur 1 EUR pro Stück gezahlt) auch tun. Mal schauen, ob und wie lange sie durchhalten. Die am Labornetzteil getesteten leben zumindest noch. Und nach den Spannungswerten der Bauteile aus den Videokommentaren sollte man bei max. 5kV sogar fast wieder in den Nennbereich ebendieser kommen.
Danke noch mal. Und die modernen Typen haben höhere Spannungen am
Ausgang als Vcc-1,5V?
Ja. Der TS912 ist Rail to Rail am Ein- und Ausgang, d.h. die Eingangsspannung darf zwischen 0-VCC liegen und die Ausgangsspannung reicht bis auf vielleicht 10-20mV an 0V und VCC ran.
rund 10Stück davon hier habe. Überdimensioniert wäre schön, denn in den
Video werden sogar mehrere Module problemlos parallel geschaltet!
Sowas kann man nicht "problemlos" parallel schalten.
endlich sind die bestellten TS912 da. Nochmals danke für den Tipp! Auf dem Steckbrett aufgebaut sieht das schon mal sehr gut aus. Allerdings noch ohne FET und HV-Modul am Ausgang. Stattdessen erst mal nur Multimeter am Ausgang und am Eingang Labornetzgerät um 0-3V um den Shunt zu simulieren.
3 Dinge noch, bevor ich demnächst den ersten von 10 Opamps himmele:
Rail-to-Rail am Eingang (oder laut Datenblatt sogar +/- 0,3V "Over the Rail") mir soweit verständlich. Was aber passiert bei Überschreiten z.B. nach unten (-2,5V am Eingang)? Wird der Opamp sofort zerstört oder ist lediglich die Funktion beeinträchtigt?
Bedenken: Beim Entladen des HV-Kondensator über Funkenstrecken kann es zu einer kurzzeitigen Polaritätsumkehr kommen. Dann lägen am Shunt wohl kurzzeitig bis zu -2,5V an. Ich habe nun schon ein Diode parallel zum Shunt eingeplant, so dass der Schaden auf -0,7V begrenzt wird. Laut Datenblatt wäre aber auch das noch zu viel. Max. 0V-0,3V=-0,3V wäre zulässig?
Was mache ich mit den zweiten Opamp des TS912? Eingänge einfach unbeschaltet lassen? Oder lieber auf konkrete Potentiale legen?
Ich habe auch schon überlegt, ob sich damit nicht eine Anzeige umsetzen ließe, wann der 1.Opamp zu Kippen beginnt.
Idee für 2.Opamp: hochohmiger Spannungsteiler (z.B. 1:10) an +Eingang, an -Eingang den Ausgang des 1.Opamps. Dann einfach eine LED (mit Vorwiderstand) zur Anzeige am Ausgang des 2.Opamps. Dieses Signal könnte ich später ggf. sogar mal für weitere Schaltaufgaben nutzen, so dass z.B. immer dann sofort geschaltet wird, sobald der Kondensator geladen ist.
Ich habe nun einen 2.Akku geplant, um Steuerung und Last ein wenig zu trennen, so dass Vcc des Opamps nicht so sehr mit der Last schwankt. Kann man das so verschalten wie im angehängten Schaltplan? Ich habe Erfahrung bisher nur mit Bipolartransistoren an 2 Spannungsquellen. Sollte mit dem LL-FET aber im Prinzip genauso funktionieren?
Kann man das so verschalten wie im angehängten Schaltplan
Das ist ja immer noch derselbe Mist wie zu Beginn. Immer noch lineare Regelung des HV Moduls statt Abschaltung mit Hysterese, immer noch herbeiphantasierte 3.6V "Prinzip Hoffnung dass Akkus nie leer werden" statt Entladeschlussspannung von 2.5 bis 3V als Arbeitsbereich, immer noch 2.5V TL431 statt 1.2V. Das überflüssigste ist der zweite Akku.
Bedenken: Beim Entladen des HV-Kondensator über Funkenstrecken kann es
zu einer kurzzeitigen Polaritätsumkehr kommen. Dann lägen am Shunt wohl
kurzzeitig bis zu -2,5V an. Ich habe nun schon ein Diode parallel zum
Shunt eingeplant, so dass der Schaden auf -0,7V begrenzt wird. Laut
Datenblatt wäre aber auch das noch zu viel. Max. 0V-0,3V=-0,3V wäre
zulässig?
Auch wenn das DB was von max. -0,3V sagt, so wird der OPV deswegen noch nicht gleich kaputt gehen, solange der dabei auftretende Strom in den Eingang begrenzt ist. 2,5V über 10k eingespeist ergibt ja trotzdem nur 250µA, was dessen Eingangsschutzschaltung vertragen wird.
Und 5kV und 100µOhm ergeben ja auch gerade mal 50µA. Wenn der OPV-Eingang da also mit seiner Eingsngsschutzschaltung dagegenhält, bauen sich sowieso keine 2,5V am Teilerpunkt auf, weil eben nur 50µA fließen könnten.
Ich habe aber trotzdem noch nicht begriffen, wo da eine neg. Spannung herkommen soll bei einem Funken. Wo sitzt denn die Funkenstrecke?
Auch wenn das DB was von max. -0,3V sagt, so wird der OPV deswegen noch
nicht gleich kaputt gehen, solange der dabei auftretende Strom in den
Eingang begrenzt ist. 2,5V über 10k eingespeist ergibt ja trotzdem nur
250µA, was dessen Eingangsschutzschaltung vertragen
Er redet nicht von 2.5V vor den 10k, sondern von 2.5V am OpAmp.
Bedenken: Beim Entladen des HV-Kondensator über Funkenstrecken kann es
zu einer kurzzeitigen Polaritätsumkehr kommen.
Dann Finger weg vom TS912, der hat Phase Reversal on the Output for Over−driven Input Signals.
Bin damit schonmal reingefallen. Der MC33202 hat das nicht.
Rail-to-Rail am Eingang (oder laut Datenblatt sogar +/- 0,3V "Over
the Rail") mir soweit verständlich. Was aber passiert bei Überschreiten
z.B. nach unten (-2,5V am Eingang)? Wird der Opamp sofort zerstört oder
ist lediglich die Funktion beeinträchtigt?
Kommt drauf an. Aber so sollen die her kommen? am + Eingang ist die Referenz, der Poti mit 1k unnötig niederohmig, da reichen 10-100k.
Am -Eingang sind erstens 10k Längswiderstand und zweitens eine Diode über dem Shunt. Da passiert erstmal nix.
Bedenken: Beim Entladen des HV-Kondensator über Funkenstrecken kann es
zu einer kurzzeitigen Polaritätsumkehr kommen. Dann lägen am Shunt wohl
kurzzeitig bis zu -2,5V an.
Nö.
Ich habe nun schon ein Diode parallel zum
Shunt eingeplant, so dass der Schaden auf -0,7V begrenzt wird.
Eben.
Laut
Datenblatt wäre aber auch das noch zu viel. Max. 0V-0,3V=-0,3V wäre
zulässig?
Mach dir nicht in die Hose! Mit Vorwiderstand passiert da nix.
Was mache ich mit den zweiten Opamp des TS912? Eingänge einfach
unbeschaltet lassen?
Nein.
Oder lieber auf konkrete Potentiale legen?
Ja.
Ich habe auch schon überlegt, ob sich damit nicht eine Anzeige umsetzen
ließe, wann der 1.Opamp zu Kippen beginnt.
Was soll da kippen?
Idee für 2.Opamp: hochohmiger Spannungsteiler (z.B. 1:10) an +Eingang,
an -Eingang den Ausgang des 1.Opamps. Dann einfach eine LED (mit
Vorwiderstand) zur Anzeige am Ausgang des 2.Opamps. Dieses Signal könnte
ich später ggf. sogar mal für weitere Schaltaufgaben nutzen, so dass
z.B. immer dann sofort geschaltet wird, sobald der Kondensator geladen
ist.
Schwachsinn.
Ich habe nun einen 2.Akku geplant, um Steuerung und Last ein wenig zu
trennen, so dass Vcc des Opamps nicht so sehr mit der Last schwankt.
Unfug.
Kann man das so verschalten wie im angehängten Schaltplan?
Ja.
Ich habe
Erfahrung bisher nur mit Bipolartransistoren an 2 Spannungsquellen.
Sollte mit dem LL-FET aber im Prinzip genauso funktionieren?
Bedenken: Beim Entladen des HV-Kondensator über Funkenstrecken kann es
zu einer kurzzeitigen Polaritätsumkehr kommen.
Dann Finger weg vom TS912, der hat Phase Reversal on the Output for
Over−driven Input Signals.
Bin damit schonmal reingefallen. Der MC33202 hat das nicht.
Jaja, immer schön Hysterie verbreiten! Weiter so! Wenn der Ausgang des HV-Moduls durchschlägt, ist es sowieso egal, was der OPV macht.
So, endlich wieder etwas Zeit zum Testen. Danke erstmal wieder für eure Tipps. Ich habe nun einige umgesetzt, auch wenn ich immer noch nicht verstanden habe, was das "Problem" mit den "2,5V am Opamp" gemeint ist.
Poti ist nun ein 100K statt 1K. Ich habe nun ein Hysterese-Widerstand eingefügt, auch wenn ich nicht rausfinden konnte, wie man die Hysterese berechnen kann. Wähle ich 100K, so habe ich eine sehr große Hysterese. Bei 470K schien es eigentlich perfekt bei den "Trockenübungen" ohne HV-Modul (ca. 200mV Hysterese - kein "Linearbereich" mehr feststellbar).
Das HV-Modul habe ich dann zum ersten mal angeschlossen. Bei 470K geht er doch noch in Linearregelung (oder schwingt so schnell, dass es über die Eingangsstrommessung des Multimeters nicht sichtbar ist). Der FET wird ziemlich heiß. Bei 100 statt 470K Rückkopplung habe ich dann gut 1000V Hysterese, so dass er defintiv im Bang-Bang Betrieb ist (Drehspulzeiger wandert langsam hin und her + ein Amperemeter am HV-Modul wechselt zwischen 0 und 1,6A). Trotzdem scheint der IRF3708 nicht voll durchzusteuern oder der Innenwiderstand noch zu hoch zu sein: Der Strom durch das HV-Modul geht dabei nämlich nur auf 1,6A. Der HV-Kondensator (mit integrierten 10M-Entladewiderstand) lädt so nur bis 3kV. Schalte ich das HV-Modul dagegen direkt an den LiIo-Akku, so geht der Eingangsstrom auf 2,4A und der Kondensator lädt bis 4,5kV. Ich überlege nun statt des FET direkt am OPV-Ausgang lieber ein NPN als Vorverstärker dazwischen zu schalten. Der Drain-Source Widerstand sollte bei 2,8V eigentlich bei max 15mOhm liegen. Geht das auch nicht, bleibt wohl nur ein Relais.
Bei Verwendung eines 10k Potis genügen dann schon 47k bis 100k für die Hysterese. Die Schaltung wird dadurch niederohmiger und die Schwingneigung nimmt ab.
So, endlich wieder etwas Zeit zum Testen. Danke erstmal wieder für eure
Tipps. Ich habe nun einige umgesetzt, auch wenn ich immer noch nicht
verstanden habe, was das "Problem" mit den "2,5V am Opamp" gemeint ist.
UNd viele andere DInge . . .
Poti ist nun ein 100K statt 1K. Ich habe nun ein Hysterese-Widerstand
eingefügt, auch wenn ich nicht rausfinden konnte, wie man die Hysterese
berechnen kann.
Das ist Unsinn! Die Schaltung ist ohne den dämlichen R_Hyst ein Linearregler! Der R_hyst macht hier nur Schaden!
Das HV-Modul habe ich dann zum ersten mal angeschlossen. Bei 470K geht
er doch noch in Linearregelung (oder schwingt so schnell, dass es über
die Eingangsstrommessung des Multimeters nicht sichtbar ist).
Du glaubst, weil du weder verstehst noch gescheit messen kannst. Dazu braucht es ein Oszilloskop.
Der FET
wird ziemlich heiß.
Ja und? Was heißt das denn konkret? 50°C, 100°C? Das verträgt der, ggf- mit einem kleinen Kühlkörper.
Bei 100 statt 470K Rückkopplung habe ich dann gut
1000V Hysterese, so dass er defintiv im Bang-Bang Betrieb ist
(Drehspulzeiger wandert langsam hin und her + ein Amperemeter am
HV-Modul wechselt zwischen 0 und 1,6A).
Nö. Das Ding schwingt, weil du es mit R_hyst kaputt gemacht hast.
Trotzdem scheint der IRF3708
nicht voll durchzusteuern oder der Innenwiderstand noch zu hoch zu sein:
Der Strom durch das HV-Modul geht dabei nämlich nur auf 1,6A.
Wozu brauchst du 1,6A? Wenn dort keine Last dran hängt bzw. der Kondensator voll geladen ist, fließt da kaum Strom.
Der
HV-Kondensator (mit integrierten 10M-Entladewiderstand) lädt so nur bis
3kV. Schalte ich das HV-Modul dagegen direkt an den LiIo-Akku, so geht
der Eingangsstrom auf 2,4A und der Kondensator lädt bis 4,5kV. Ich
überlege nun statt des FET direkt am OPV-Ausgang lieber ein NPN als
Vorverstärker dazwischen zu schalten.
Was soll der besser machen? Der braucht Um Größenordungen mehr Basisistrom als der MOSFET.
Der Drain-Source Widerstand sollte
bei 2,8V eigentlich bei max 15mOhm liegen.
Das macht der auch, wenn die Ansteuerung stimmt.
Geht das auch nicht, bleibt
wohl nur ein Relais.
Schwachsinn!
Du musst dich schon entscheiden, welche Schaltung du willst. Linearregler oder Zweipunktregler. Die Schaltugen sehen ähnlich aus, sind aber im Details verschieden! Eine Mischung ist Murks, den du produziert hast.
Du musst dich schon entscheiden, welche Schaltung du willst. Linearregler
oder Zweipunktregler
Richtig.
Der ganze thread rät zum Zweipunktregler, weil dann der MOSFET nur noch im Schaltbetrieb arbeitet, und das HV Modul nicht linear so weit abgewürgt wird, bis dessen MOSFET nicht mehr sauber durchschalten kann.
Nur Falk kommt jetzt und dreht alles wieder auf links.
Und die modernen Typen haben höhere Spannungen am
Ausgang als Vcc-1,5V?
Das hat eher was mit anderem Aufbau der Ausgangsstufe als mit "moderner" zu tun. Es gibt genauso moderne Typen, die nicht bis auf ein paar mV an die Versorgungsspannung ran kommen.
Wie im letzten Schaltbild 3,6V (im Test gestern waren es tatsächlich 3,9xV), keine 9V. Laut Datenblatt sollte die U_GS reichen (2,8V -> 15mOhm).
Ich habe die Idee der 2 sepparaten Spannungsquellen erstmal verworfen, weil nun wirklich jeder hier meinte, dass sie unnötig sei.
Den NPN-Transistor habe ich auch nur als Zwischenstufe gedacht. Scheinbar schafft es der Opamp-Ausgang allein ja nicht den FET voll durchzusteuern. Ihr meint der schwingt nur? Ich klemme heute abend noch mal ein Oszilloskop dran. Kann ich mir eigentlich nicht vorstellen. Der Strom im Ladezustand vor erreichend des Kipppunktes ist mit und ohne R_Hyst laut Multimeter der gleiche (1,6A).
Ich habe extra ein 100K Poti gewählt, um die Rückkopplungswiderstände hoch zu halten (und wenig Strom dafür zu verschwenden, damit mehr fürs Gate übrig ist).
Der Öl-Kondensator hat einen internen Entladewiderstand von 10MOhm (ist mit einem Iso-Messgerät auch genau so messbar). Den kann ich nicht ausbauen. Zusätzlich kommen noch die 100MOhm für das Drehspulmessinstrument. Insofern hat er ständig Last. Bei 5000V sind das immerhin 2,5W + 0,25W. Das HV-Modul scheint das nicht zu packen, da der Wirkungsgrad wohl wirklich miserabel zu sein scheint. 2,4A*4V sind fast 10W. Ich bin selbst erstaunt, dass das Modul die 2,75W Last nicht schafft. Denn die ganze Schaltung wollte ich ursprünglich vor allem als Schutz, dass ich den Kondensator nicht überlade. Nun habe ich festgestellt, dass das so gar nicht möglich ist. Eine Regelung zu haben war aber auch ein Nice-to-Have, so dass ich nach Wunsch 1,2,3,4,5kV vorwählen kann.
2 HV-Module parallel sollten es dann hoffentlich packen. Dass man die, entgegen den Mahnungen hier, "einfach" parallel schalten kann, sieht man ja in dem Youtube-Video.
Wenn die Schaltung als Zweipunktregler Murks ist, was muss ich noch ergänzen/ändern, dass sie als Zweipunktregler taugt. Ich halte mittleweile auch ein Zweipunktregler für sinnvoller, um nicht soviel Batterieleistung unnötig zu verbraten. Es hat sich gezeigt, dass der Ladevorgang ziemlich träge ist. Ich hatte zuerst Angst mit 12kV den Kondensator hochzujagen.
Blocke bitte mal die Speisung des HV-Moduls ab mit einem Elko, der die Pulse auf dem 3,6V Rail schluckt. Da der OpAmp daraus auch gespeist wird, kann man so Rückwirkungen vermeiden.
Scheinbar schafft es der Opamp-Ausgang allein ja nicht den FET voll
durchzusteuern.
Nur dann, wenn Betriebsspannung fehlt. Der TS912 kommt auf wenige mV an VCC ran. Das reicht.
Ihr meint der schwingt nur?
Nur?
Ich klemme heute abend noch
mal ein Oszilloskop dran. Kann ich mir eigentlich nicht vorstellen.
Dort liegt dein Problem.
Der
Strom im Ladezustand vor erreichend des Kipppunktes ist mit und ohne
R_Hyst laut Multimeter der gleiche (1,6A).
Ich habe extra ein 100K Poti gewählt, um die Rückkopplungswiderstände
hoch zu halten (und wenig Strom dafür zu verschwenden, damit mehr fürs
Gate übrig ist).
Nicht sinnvoll. Denn selbst mit 10k für die Rückkopplung wären das maximal 0,5mA bei 5V Betriebsspannung. Der OPV bringt aber locker 10-20mA.
Der Öl-Kondensator hat einen internen Entladewiderstand von 10MOhm (ist
mit einem Iso-Messgerät auch genau so messbar).
Macht bei 5kV 0,5mA bzw. 2,5W. Nicht allzuviel.
Den kann ich nicht
ausbauen.
Mußt du auch nicht.
Zusätzlich kommen noch die 100MOhm für das
Drehspulmessinstrument.
Bedeutlungslos.
Insofern hat er ständig Last. Bei 5000V sind das
immerhin 2,5W + 0,25W. Das HV-Modul scheint das nicht zu packen, da der
Wirkungsgrad wohl wirklich miserabel zu sein scheint.
Glaub ich nicht ihne gescheite Messung.
2,4A*4V sind fast
10W. Ich bin selbst erstaunt, dass das Modul die 2,75W Last nicht
schafft. Denn die ganze Schaltung wollte ich ursprünglich vor allem als
Schutz, dass ich den Kondensator nicht überlade. Nun habe ich
festgestellt, dass das so gar nicht möglich ist.
Im Moment scheint das so. Allgemein würde ich das ganz sicher so nicht sehen.
Eine Regelung zu haben
war aber auch ein Nice-to-Have, so dass ich nach Wunsch 1,2,3,4,5kV
vorwählen kann.
Nice to have? Es ist ELEMENTAR!
2 HV-Module parallel sollten es dann hoffentlich packen.
Jaja. Nicht mal eins im Griff haben aber zwei paralle schalten wollen. AUA!
Dass man die,
entgegen den Mahnungen hier, "einfach" parallel schalten kann, sieht man
ja in dem Youtube-Video.
Die Quelle der Wahrheit und Weisheit . . .
Wenn die Schaltung als Zweipunktregler Murks ist, was muss ich noch
ergänzen/ändern, dass sie als Zweipunktregler taugt.
Den Kondensator am OPV entfernen. Dann ist es ein Zweipunktregler Schmitt-Trigger. Mit Kondensator und OHNE Rückkopplungswiderstand ein Linearregler.
Ich halte
mittleweile auch ein Zweipunktregler für sinnvoller, um nicht soviel
Batterieleistung unnötig zu verbraten.
Qurk. Wenn der C erstmal geladen ist, sinkt die Leistung auf nahe Null.
Es hat sich gezeigt, dass der
Ladevorgang ziemlich träge ist.
Weil die Quelle zu wenig Strom bringt oder je nach Innenschaltung durch die Kapazität gar nicht ihre volle Leistung entfalten kann.
Ich hatte zuerst Angst mit 12kV den
Kondensator hochzujagen.
Du musst dich schon entscheiden, welche Schaltung du willst. Linearregler
oder Zweipunktregler
Richtig.
Der ganze thread rät zum Zweipunktregler,
Nö.
weil dann der MOSFET nur noch
im Schaltbetrieb arbeitet, und das HV Modul nicht linear so weit
abgewürgt wird, bis dessen MOSFET nicht mehr sauber durchschalten kann.
Woher weißt du, daß IM Modul MOSFETs arbeiten?
Wenn das eines der üblichen HV-Module auf Basis eines Royer Converters ist, bei dem man die Ausgangsspannung damit einstellen kann, indem man nahe 0-xV am Eingang anlegt, werkeln im Inneren NPN-Transistoren. Denn nur die können das. Die MOSFET-Variante kann das nicht, im Gegenteil, die braucht eine Mindestspannung und ein hartes, schnelles Einschalten der Versorgungsspannung.
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