Eifelchris

14.03.2011, 22:11 |
Impulsstromschaltung hohe Leistung (Elektronik) |
Hallo, vorab ich bin mir den Gefahren bewusst....
Es wäre toll, wenn mir jemand eine baubare Schaltung mit benötigten Komponenten geben könnte. (Zeichnung)
Ich habe eine Gleichspannung von 580V.
Diese möchte ich pulsen um Hochströme zu haben. (Mehrere 100A)
Die Ansteuerung geschieht über meinen Frequenzgenerator.
Daher ist die Leistungsstufe für mich interessant.
Die Frequenzen liegen im KHz Bereich.
Kann mir jemand eine Schaltung mit passenden Thyristoren bzw FETs zukommen lassen?
Ich danke Euch vielmals !!!
Chris |
hws

59425 Unna, 14.03.2011, 22:59
@ Eifelchris
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Impulsstromschaltung hohe Leistung |
» Es wäre toll, wenn mir jemand eine baubare Schaltung mit benötigten
» Komponenten geben könnte. (Zeichnung)
So'n Dingens kann ich auch nicht aus dem Ärmel schütteln.
Außerdem sollte man so eine Schaltung zuerst simulieren, bevor man was aufbaut. Ich bevorzuge LTspice. Evtl sogar erst nur mit kleineren Strömen < 1A hardwaremäßig bauen.
So rein interessenhalber: was soll's denn werden?
Also fangen wir mal mit dem Entwurf an:
- dass du nur Teile aus deiner vorhandenen Grabbelkiste nehmen willst, nehm ich mal nicht an. (Sonst ist hier die Überlegung zu Ende)
Als nächstes die Frage: Wo darf ich benötigte Teile kaufen und welches Budget steht mir zur Verfügung?
Wenn die Antwort "Pollin" und/oder "maximal 10€" heisst, ist die Überlegung auch wieder zu Ende.
Man sollte schon bei einem seriösen gut sortierten Distri einkaufen können. RS und Farnell bevorzuge ich. Ob die auch an Privat liefern, weiß ich nicht. Zumindest sollte man dann ohne Rechtschreibfehler und sauberer äußerer Form unter "Firma Eifelchris" und nicht auf rausgerissener Collegblockseite handschriftlich als Elvis Eifelchris anfragen.
Nun suchen wir uns zuerst mal das Schaltelement aus.
Was sind mehrere 100A? 200A? 999A?
Bei Gleichspannung fällt Thyristor erstmal aus, wenn man sich ne trickreiche Löschschaltung überlegt.
FET's könnte funktionieren.
IGBT's könnte bei den Spannungen / Strömen vorteilhaft sein.
Erster Ansatz: Gibts (Googeln!) irgendwelche Applikationen, die ähnliches beschreiben und wo man geistig klauen könnte?
Zweiter Ansatz: welche Bauteile können 600V bei x*100A ?
So nebenbei: das sind x*60KW. Das macht eine normale Hausstromversorgung nicht mit. Woher kommt die Leistung?
Das ist ein ernsthaftes Entwicklungsprojekt, an dem ein kommerzielles Entwicklungsbüro einige Zeit (=Geld) dran sitzt. Und mein Job IST solche Elektronikentwicklung.
Je mehr ich's überdenke und deine Kenntnisse aus dem Eingangsbeitrag zu schätzen versuche: weißt du, was du da für ein Projekt vor der Brust hast?
Sollte dieses ein "Bastel-Spass"Projekt sein, vergiss es.
hws |
Eifelchris

14.03.2011, 23:39
@ hws
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Impulsstromschaltung hohe Leistung |
Hallo,
200 A sollte die Schaltung aushalten können.
es werden 3 Phasen Gleichgerichtet. Die Gleichrichter können 50A pro Phase. Angeschlossen wird die Schaltung an meinen BHKW.
Klar sollten robuste und vernünftige Komponenten benutzt werden.
Ich lade einen Kondensator der ca 8µF hat auf 580V auf). Daher die kurze Impulsleistung. Ich benötige Hochstromnadelpulse.
Was denkst du wird diese Schaltung über den Daumen kosten?
Danke und Grüße
Chris |
geralds

Wien, AT, 15.03.2011, 00:13 (editiert von geralds am 15.03.2011 um 00:39)
@ Eifelchris
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Impulsstromschaltung hohe Leistung |
» Hallo,
Naja, was solls denn sein? ein Laser, Maser, Taser ?
oder einfach einem Kraftwerk Konkurenz machen??
oder eine Blitzsimulation,
eine Tesla-Spulen Ansteuerung (hat aber wenig I, dafür saumäßig viel U)?
--- viele kHz mit viel Ampere,,,,, ist viel Holz unter viel Volt..
oder ists vielleicht gar military-mäßig?
eine Offenlegung eines Patentantrags, mal als Ansatz:
http://www.patent-de.com/pdf/DE102008044468A1.pdf
..für deine Wunsch-Ströme musst dir halt was überlegen.
UND diesen Antrag beachten, sonst.... genau, sonst...
Da gäbe es noch was:
http://www.hilo-test.de/Data/de/IPG612.pdf
zum Durchgraben:
http://www.gbs-elektronik.de/old_page/puls_gen/index.htm
gerald
-- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
hws

59425 Unna, 15.03.2011, 00:17
@ Eifelchris
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Impulsstromschaltung hohe Leistung |
» Ich benötige Hochstromnadelpulse.
Dann wirs's mit Thyristoren eh nix - Schade, mit Scheibenthyristoren kriegt man solche Leistungen hin.
Immer noch die Frage: wozu sollen die Nadelimpulse verwendet werden?
» 200 A sollte die Schaltung aushalten können.
Naja, wenigstens nicht 999A
» es werden 3 Phasen Gleichgerichtet. Die Gleichrichter können 50A pro
» Phase. Angeschlossen wird die Schaltung an meinen BHKW.
Das ist aber ne professionelle Entwicklung!?
Welche Ausrüstung, Meßgeräte ... (und Kenntnisse) steht dir denn zur Verfügung?
» Was denkst du wird diese Schaltung über den Daumen kosten?
KAWDG (Keine Ahnung, weiß der Geier)
Einen Wechselrichter und SMPS im KW Bereich hatte ich zwar schonmal, aber deine Anforderung noch nicht.
Der Kostenfaktor liegt nicht in der Materialliste, sondern in der Zeit für die Entwicklung / Verifizierung so einer Schaltung.
Sowas hatte ich noch nicht, kann es also nicht aus der Schublade ziehen.
Und nur mal aus Spaß mehrere Tage entwickeln mach ich auch nicht. (und wenn, über die Firma bei der ich angestellt bin - aber die kommerziellen Preise wirst du nicht bezahlen wollen)
Für ein professionelles Projekt sind deine Angaben außerdem zu dünn.
Schonmal ein belastbares Lastenheft / Pflichtenheft erstellt?
Du hast also 600V über einen 8µF Kondensator.
Last ist induktiv / kapazitiv / ohmsch / in welchen Grenzen?
Last liegt zwischen Plus und Schaltelement oder an Masse und Plus wird geschaltet? Oder Brückenschaltung?
Hast du denn schon einen FET bzw IGBT mit entsprechenden Daten gefunden? Was kostet der?
» Es wäre toll, wenn mir jemand eine baubare Schaltung mit benötigten Komponenten geben könnte. (Zeichnung)
Ja, wäre toll, wenn man so einen mehrtägigen Auftrag an ein Entwicklungsbüro "mal eben so kostenlos im Forum" bekommen könnte.
hws |
Eifelchris

15.03.2011, 00:37
@ hws
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Impulsstromschaltung hohe Leistung |
Hallo,
Danke für Eure Antworten, aber ich merke, dass es anscheinend sehr aufwendig / zeitintensiv ist.
Ein Schaltbild würde mir ausreichen.
Ich habe keinen Anspruch auf eine industrielle Lösung bezogen auf den Satz : Mal eben schnell eine Lösung im Forum bekommen.
Einfache Transistorschaltungen als Schalter bzw Verstärker kennt man ja, kann man nicht einfach die Komponenten tauschen/skalieren für den Leistungsbereich den ich benötige? Also ca 600V schalten mit möglichst hohen Strom ?
Oder stelle ich mir das zu einfach vor? Ihr seit die Fachleute, daher frage ich hier höflich im Forum an. |
geralds

Wien, AT, 15.03.2011, 00:42 (editiert von geralds am 15.03.2011 um 00:47)
@ Eifelchris
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Impulsstromschaltung hohe Leistung |
hi,
» Oder stelle ich mir das zu einfach vor? Ihr seit die Fachleute, daher
» frage ich hier höflich im Forum an.
--> ja, deine Vorstellungen sind leider (zu) einfach --
habe ein paar Links im Nachbarzweig nachgetragen,
meistens sinds Blockschaltbilder,
aber schon so gute, dass du was herausholen könntest.
http://www.gbs-elektronik.de/old_page/puls_gen/pulsgen.htm
grüße
gerald
--- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
hws

59425 Unna, 15.03.2011, 01:11 (editiert von hws am 15.03.2011 um 01:21)
@ Eifelchris
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Impulsstromschaltung hohe Leistung |
» Einfache Transistorschaltungen als Schalter bzw Verstärker kennt man ja,
Dann zeig mal eins als Beispiel (Link reicht)
» kann man nicht einfach die Komponenten tauschen/skalieren für den
» Leistungsbereich den ich benötige? Also ca 600V schalten mit möglichst
» hohen Strom ?
Mal als Ansatz: findest du ein Schaltelement, dass 600V und 200A in deiner angegebenen Schaltung schafft? (ja, gibt, such mal so als Einstiegstest. Preis?)
Danach unterhalten wir uns über die Ansteuerschaltung (die dann auch nicht einfach über ein 40xx Gatter getan ist)
» Oder stelle ich mir das zu einfach vor?
Ich befürchte - ja. Aber hast du - als Einstiegsaufgabe - ein passendes Bauteil als Schaltelement gefunden?
Und immer noch weiss ich nicht, wozu diese Nadelimpulse verwendet werden sollen?
Wie sieht die Last aus?
Wie wird sie in Verbindung mit dem 8µF / 600V Kondensator gegen Masse / 600V geschaltet?
» Ihr seit die Fachleute, daher frage ich hier höflich im Forum an.
Deine gegebenen Informationen sind einfach zu dünn ...
Kannst du wirklich ein ganzes BHKW rauf und runterfahren und benutzen, wie du willst?
Also das hab nicht mal ich. Weder im heimischen Bastelkeller noch im firmeneigenen Labor. (neidisch-guck)
Edit: aus geralds Link
» Kosten
» Die Gesamtkosten für ein Pulsgenerator setzen sich
» zusammen aus den Materialkosten, den Kosten für den
» Zusammenbau (ca. 5000 bis 15000 DM für einen kleineren » bis mittleren Röhrenschalter) und den keineswegs zu
» vernachlässigenden Kosten für Planung, Entwicklung,
» Tests, Service, Dokumentation und Overhead.
Wobei die Preise heute in DM -> 1..2 * € umgerechnet werden sollten.
Preis akzeptabel? Dann können wir weiterdiskutieren!
hws |
BataillonDAmour

15.03.2011, 04:26
@ Eifelchris
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Vorschlag |
Hi,
einer der Vorteile ist, dass der Leistungsschalter fast ohne Schaltverluste arbeitet und so bedenkenlos günstige IGBT-Technik eingesetzt werden kann.
Die folgenden Werte sind nur Schätzwerte ohne Berechnung und stark von den genauen Randbedingungen z.B. Pulsfrequenz abhängig.
C1:
Kondensatorbank, low ESR, 450V, passender Ripplestrom je nach Pulsfrequenz! - genug Kapazität sollte sich automatisch ergeben.
S1:
IGBT-Modul, 1200V, 200A, passende Treiberschaltung und Überwachung
D1:
Freilaufpfad u.a. für Fehlerfall
FRED, 1200V, 50A, trr<1us
D2:
FRED, 1200V, 200A, trr<1us
L2:
Luftspule, ca. 20uH (Durchmesser 50mm, Länge 100mm, 30 Windungen, Litze 15mm²)
C1, S1, D1 niederinduktiv verbunden.
alles auf gut dimensioniertem Kühlkörper mit passendem Rth und guter Wärmespreizung.
Insgesamt sollten man mit <1000€ Material für einen ersten Prototypen gut auskommen?
Grüsse.

Eine Projekt aus meiner HiWi-Zeit an der Uni mit nicht ganz unähnlichen Ansprüchen:
 |
x y
15.03.2011, 06:14
@ Eifelchris
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Impulsstromschaltung hohe Leistung |
» Was denkst du wird diese Schaltung über den Daumen kosten?
Sehr preiswert, nur dein Leben. |
Gerd
15.03.2011, 10:30
@ Eifelchris
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Impulsstromschaltung hohe Leistung |
» Hallo,
»
» Danke für Eure Antworten, aber ich merke, dass es anscheinend sehr
» aufwendig / zeitintensiv ist.
»
» Ein Schaltbild würde mir ausreichen.
» Ich habe keinen Anspruch auf eine industrielle Lösung bezogen auf den Satz
» : Mal eben schnell eine Lösung im Forum bekommen.
»
» Einfache Transistorschaltungen als Schalter bzw Verstärker kennt man ja,
» kann man nicht einfach die Komponenten tauschen/skalieren für den
» Leistungsbereich den ich benötige? Also ca 600V schalten mit möglichst
» hohen Strom ?
»
» Oder stelle ich mir das zu einfach vor? Ihr seit die Fachleute, daher
» frage ich hier höflich im Forum an.
solange Du nicht sagen willst, was Dein Ziel ist, wird Dir auch keiner sagen können, wie Du dahin kommst. -- Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
trägt vieles bei zur Haltbarkeit!
I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd |
Eifelchris

15.03.2011, 10:59
@ BataillonDAmour
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Vorschlag |
Hui das nimmt ja Dimensionen an die ich nicht gedacht hätte.
15.000 ist defenitiv zu viel.
Die Anwendung: Kein Teslatrafo, Sender oder sonstwas. Stellt euch einfach vor es sei ein Widerstand der die Leistung aushällt. Nicht induktiv und nicht kapazitiv.
Gehen wir mal von den Ansprüchen runter. Was wäre bis 500 Euro möglich?
Ich versuch mal leihenhaft was aufzuzeichen was ich mir gedacht hätte. Ich hab noch einen Einfall, mit dem man einen Kompromiss aus der hohen Spannung erziehlen kann.
580V sollen beim Puls am Widerstand anliegen. In der Pulspause soll der Widerstand vorgespannt werden mit 450V.
Also läge der Transistor beim Sperren nur noch an 130V.
Ich denke mir mal was aus. Sicher ist das nicht richtig aber ich will wirklich etwas sehr einfaches - ohne Doku etc.
Danke LG Chris |
geralds

Wien, AT, 15.03.2011, 11:14 (editiert von geralds am 15.03.2011 um 11:33)
@ Eifelchris
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Vorschlag - Tip: am Wortschatz im Bereich E-Technik basteln |
--
ist also doch nur eine Werkstoffkunde.
Ich dachte, dass ich das gestern hingeschrieben hatte,
ne,,,, ok....
Materialkunde unter elektrischen Bedingungen ohne irgendwelchen
Vorbereitungen zu betreiben, ist äußerst riskant und wirst leider scheitern.
Ne, nochmals, es ist keine einfache und billige Sache,
schon gar nicht,
wenn du keinen Tau von Elektrotechnik, Leistungselektronik hast.
Du brauchst Freunde hinter dir, die dir auf die Finger schauen.
Zum Schmökern:
http://www.amazon.de/b?ie=UTF8&node=560394
PS:
du könntest dich schon mal im Wortschatz in diesem Bereich üben.
PS2:
oder du besuchst das elektropathologische Museum im Narrenturm,
Wien; mit Führung:
http://www.narrenturm.at/fuehr.htm
gerald
--- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
Elko_Scotty

15.03.2011, 11:36
@ Eifelchris
|
Vorschlag |
############################
Widerstand 2 Ohm
Impuls 580 V I=U/R I=290 A ohne vorgespannt
Vorgespannt mit 450 V
Strom=225A. Leistung wäre 450 x 225 ~ 100kw
Impuls580-450 =130 V 2 Ohm = 65 A
Impuls komt aus Kondensator
Wo ist da der Denkfehler?
Was soll es genau werden?
Vorgespannt?
Gruß -- Nur wer nichts macht, macht keine Fehler
wer keine Fehler macht, wird befördert. |
geralds

Wien, AT, 15.03.2011, 11:42
@ Elko_Scotty
|
Vorschlag |
--
» Wo ist da der Denkfehler?
Meine Einschätzung:
reden von Millionen, ohne zu überblicken,
dass man nur einen Zehner kennt.
-- Ist so üblich in der Geldtasche. 
--- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
elgrasser
15.03.2011, 15:28
@ Eifelchris
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Impulsstromschaltung hohe Leistung |
Hi,
schau mal in Datenblätter - BSC059 - BSC120 (BSC070)
Das sind Mos-Fet-Transistoren, die je 50A bringen und für verschiedene Sperrspannungen ausgelegt sind.
Da sollte einer dabei sein, der bis 600V oder besser bis 800 oder 1000V zugelassen ist.
Also mit kleinen Ausgleichwiderständen mindestens 4x Parallel schalten.
Ansteuerung ist das komplizierte daran.
Auslösen über einen CN600-Optokoppler und dann noch eine Bootstrap-Schaltung mit Dioden und Hilfskondensator und begrenzung der Gatespannung auf 15V.
Nadelimpulse ?! - da gibt es eine Gatterschaltung, mit 6 hintereinander geschalteten Invertern, von denen der Ausgang des ersten und der Ausgang des Letzten über ein NAND geschickt werden und über die Gatterverzögerung dann der 1-2ns lange Impuls rauskommt.
Allerdings kann das wiederum der Optokoppler nicht schnell genug abbilden. Also Impulserzeugung auf der High-Seite und Triggerung über Optokoppler.
Oder geht das ganze auch Low-Seitig (mit Source-Anschluß auf der Masse)?
Dann könnte es etwas (marginal) einfacher werden.
Bei solchen Projekten ist Sicherheit vorrangig.
Irgendwann hängt einer der Transistoren und dann gibts Abschaltfunken .... und ....und ....und
Also 5x Parallel und das ganze 2x hintereinander zur Sicherheit.
Personenschutz hat vorrang beim Testen !! (Abgeschlossener Bereich ohne Personal, wenn Spannung anliegt).
Cu
st |