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Christian123

07.04.2018,
20:03
 

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!? (Elektronik)

Guten Abend!

Ich habe mal einen Brückengleichrichter mit Kondensator als Glättung (vgl. Bild) gebastelt - leider funktioniert es nicht so, wie ich es mir gedacht habe. Beim ersten Anschluss an die Spannungsquelle ging der Kondansator kaputt, obwohl der für 20kV ausgelegt ist und die Quelle max. 10kV liefert? Die verwendeten Dioden funktionieren zwar irgendwie, werden aber sehr schnell, sehr sehr heiß - außerdem merke ich, dass die Ausgangsleistung nach der Brücke erheblich geringer ist als die Eingangsleistung, offensichtlich extreme Verluste?

Jetzt frage ich mal hier nach, was ich alles nicht berücksichtigt habe und wie ich es eventuell besser machen könnte, hier die Details zum Aufbau:

Spannungsquelle: Einfacher Neontrafo mit 10kV/100mA und 50Hz
Verwendete Dioden: CL01-12 (für 12kV und 350mA)
Verwendeter Kondensator: "103" 20kV (für 20kV mit 10nF)



Freue mich über jede Unterstützung!

Liebe Grüße,
Christian

matzi682015(R)

E-Mail

Aachen,
07.04.2018,
21:01

@ Christian123

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

» Guten Abend!
»
» Ich habe mal einen Brückengleichrichter mit Kondensator als Glättung (vgl.
» Bild) gebastelt - leider funktioniert es nicht so, wie ich es mir gedacht
» habe. Beim ersten Anschluss an die Spannungsquelle ging der Kondansator
» kaputt, obwohl der für 20kV ausgelegt ist und die Quelle max. 10kV liefert?
» Die verwendeten Dioden funktionieren zwar irgendwie, werden aber sehr
» schnell, sehr sehr heiß - außerdem merke ich, dass die Ausgangsleistung
» nach der Brücke erheblich geringer ist als die Eingangsleistung,
» offensichtlich extreme Verluste?
»
» Jetzt frage ich mal hier nach, was ich alles nicht berücksichtigt habe und
» wie ich es eventuell besser machen könnte, hier die Details zum Aufbau:
»
» Spannungsquelle: Einfacher Neontrafo mit 10kV/100mA und 50Hz
» Verwendete Dioden: CL01-12 (für 12kV und 350mA)
» Verwendeter Kondensator: "103" 20kV (für 20kV mit 10nF)
»
»
»
» Freue mich über jede Unterstützung!
»
» Liebe Grüße,
» Christian
»
»

Hallo,

was auf jeden Fall fehlt im Stromkreis ist ein Vorwiderstand! Wenn 100mA fließen bei 10kV, dann haste eine Verlustleistung von 1000 Watt! Das können auch die Dioden nicht verkraften.

Und dann ist es bei demNeontrafo vielleicht so, dass er bei 100mA 10kV liefert. Aber wenn er nicht belastet wird, dann steigt seine Leerlaufspannung evtl. weit über den Nennwert. Es gibt spannungsweiche- und spannungsharte Trafos.

--
greets from aix-la-chapelle

Matthes :hungry:

Christian123

07.04.2018,
21:37

@ Christian123

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

Ok, danke für die Infos - hab jetzt mal eine mögliche Schaltung für die Glättung gefunden:







Funktioniert das mit den 10kV und 100mA? Und gibts für die Brücke Dioden, die mehr als 350mA aushalten und für ca. 10kV ausgelegt sind?

Steffen

07.04.2018,
22:34

@ Christian123

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

» Ok, danke für die Infos - hab jetzt mal eine mögliche Schaltung für die
» Glättung gefunden:
»
»
»
»
»
»
»
» Funktioniert das mit den 10kV und 100mA? Und gibts für die Brücke Dioden,
» die mehr als 350mA aushalten und für ca. 10kV ausgelegt sind?

Wie von Matzi schon angedeutet, steigt die Spannung im Leerlauf.
Die Frequenz ist möglicherweise auch noch so hoch, daß kapazitive Eigenschaften der Dioden ihren Beitrag dazutragen.

Gruß Steffen

Hartwig(R)

07.04.2018,
22:37
(editiert von Hartwig
am 07.04.2018 um 22:39)


@ Christian123

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

Hallo,
» Spannungsquelle: Einfacher Neontrafo mit 10kV/100mA und 50Hz
siehe Posting von Matthes - Leerlaufspannung??? Ich habe keine Erfahrung mit Neontrafos, aber die 10kV ist ja wohl Wechselspannung (Sinus). Also Spitzenspannung 14kV, wenn es noch ein alter 220V-Trafo ist, sind es schon fast 15kV bei Nennlast - >20kV im Leerlauf würden mich nicht wundern.
» Verwendete Dioden: CL01-12 (für 12kV und 350mA)
12.5kV minimal Avalanche Voltage lauf DB - also glatt überfordert. Die Dioden haben Durchlasspannung 10V, also bei dem Trafo 1W (10V x 0.1A) Belastung. Strom ist also kein Problem.
» Verwendeter Kondensator: "103" 20kV (für 20kV mit 10nF)
Das kann zu knapp sein, siehe oben.... und ist es wohl auch, sonst würde der C überleben.

Christian123

07.04.2018,
22:46

@ Hartwig

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

OK, danke - bedeutet also:

1. Vorwiderstände verwenden.

2. Dioden verwenden, die wesentlich mehr Spannung aushalten.

3. Ggf. Kondensatoren in Reihe schalten, wie am Bild:

Hartwig(R)

08.04.2018,
10:00

@ Christian123

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

» OK, danke - bedeutet also:
»
» 1. Vorwiderstände verwenden.
Das ist eher eine Frage der Dioden und des Trafos.
Für die Dioden sollte ein Spitzenstrom angegeben sein. Grob gesagt gilt: Liegt der Kurzschlussstrom des Trafos darunter (Ik = 10kV / Ztrafo), dann brauchst Du keinen Rv. Ztrafo ~ Cu-Widerstand gibt Dir einen Anhaltspunkt mit einiger Sicherheit.
»
» 2. Dioden verwenden, die wesentlich mehr Spannung aushalten.
OK
»
» 3. Ggf. Kondensatoren in Reihe schalten, wie am Bild:
Wenn die 3nF zur Siebung noch reichen...
Ansonsten unter Beachtung aller Sicherheitsmaßnahmen messen und die Schaltung richtig berechnen. Learning by doing an 10kV ist bereits eine Vorqualifikation für den Darwin Award.
»
»

Christian123

08.04.2018,
10:29

@ Hartwig

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

» » 1. Vorwiderstände verwenden.
» Das ist eher eine Frage der Dioden und des Trafos.
» Für die Dioden sollte ein Spitzenstrom angegeben sein. Grob gesagt gilt:
» Liegt der Kurzschlussstrom des Trafos darunter (Ik = 10kV / Ztrafo), dann
» brauchst Du keinen Rv. Ztrafo ~ Cu-Widerstand gibt Dir einen Anhaltspunkt
» mit einiger Sicherheit.

... also, der Trafo (Fa. Siet) liefert im Kurzschluss max. 130mA und fällt auf 0V runter (durch Streujoch). Im Leerlauf dürfte er so um die 15kV bereitstellen, wenn ich es richtig gemessen habe. Jetzt habe ich Dioden gefunden, die 350mA und 18kV verkraften, das sollte dann funktionieren, oder?

» » 3. Ggf. Kondensatoren in Reihe schalten, wie am Bild:
» Wenn die 3nF zur Siebung noch reichen...
» Ansonsten unter Beachtung aller Sicherheitsmaßnahmen messen und die
» Schaltung richtig berechnen. Learning by doing an 10kV ist bereits eine
» Vorqualifikation für den Darwin Award.

Es sind 30nF, keine 3nF und Kondensatoren mit 20kV und mehr als 10nF finde ich leider nirgendswo, also muss ich irgendwie mit diesen auskommen - aber keine Angst, den Darwin Award werde ich nicht so schnell gewinnen (auch wenn ich mich bemühe).

» »

Elko_Scotty(R)

Homepage E-Mail

08.04.2018,
10:46

@ Christian123

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

Hi,
15 kV x 1.41 = ~22kV
Nimm 2 iin Reihe:-D

--
Nur wer nichts macht, macht keine Fehler
wer keine Fehler macht, wird befördert.

Hartwig(R)

08.04.2018,
12:36

@ Christian123

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

» das sollte dann funktionieren,
» oder?
Nein, siehe posting von Elko Scotty
»
»
» Es sind 30nF, keine 3nF
3x10nF in Reihe ergeben 3,3 nF!!!

Mein Tip wäre, erstmal die Grundlagen mit Kleinspannung zu erlernen.....
»
» » »

Christian123

08.04.2018,
14:16

@ Hartwig

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

» 3x10nF in Reihe ergeben 3,3 nF!!!

Ja, ok stimmt hab ich mit Parallelschaltung verwechselt xD

Zu den Dioden: beim Brückengleichrichter liegt aber nicht an 1 Diode die volle Spannung an, oder? die Spannung teilt sich ja auf auf 2 Dioden, oder - so wären das dann ca. 7,5kV pro Diode?

Christian123

08.04.2018,
14:30

@ Christian123

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

OK, passt - dann nehme ich:

1) Jeweils 2 Dioden (18kV/350mA) in Reihe für den Gleichrichter.

2) Ein oder 2 Kondensatoren ggf. in Paralellschaltung mit jeweils 30kV/10nF.

Und jetzt passts?

Tenconi(R)

08.04.2018,
14:52

@ Steffen

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

» » Ok, danke für die Infos - hab jetzt mal eine mögliche Schaltung für die
» » Glättung gefunden:
» »
» »
» »
» »
» »
» »
» »
» » Funktioniert das mit den 10kV und 100mA? Und gibts für die Brücke
» Dioden,
» » die mehr als 350mA aushalten und für ca. 10kV ausgelegt sind?
»
» Wie von Matzi schon angedeutet, steigt die Spannung im Leerlauf.
» Die Frequenz ist möglicherweise auch noch so hoch, daß kapazitive
» Eigenschaften der Dioden ihren Beitrag dazutragen.
»
» Gruß Steffen

10KV und 100mA also 10,0E3 * 100,0E-3 = 1,000E3 also 1000 Watt ! eine gewaltige Leistung!!?
Wofür wird es verwendet?

Hartwig(R)

08.04.2018,
16:32

@ Christian123

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

» OK, passt - dann nehme ich:
»
» 1) Jeweils 2 Dioden (18kV/350mA) in Reihe für den Gleichrichter.
»
» 2) Ein oder 2 Kondensatoren ggf. in Paralellschaltung mit jeweils
» 30kV/10nF.
»
» Und jetzt passts?
Könnte gehen, bei Strömen < 10mA würde sogar die Siebung wirken, aber das ist eine Frage der Anforderung.....

Hartwig(R)

09.04.2018,
21:22

@ Christian123

Problem beim gleichrichten von Hochspannung!?

» » 3x10nF in Reihe ergeben 3,3 nF!!!
»
» Ja, ok stimmt hab ich mit Parallelschaltung verwechselt xD
»
» Zu den Dioden: beim Brückengleichrichter liegt aber nicht an 1 Diode die
» volle Spannung an, oder? die Spannung teilt sich ja auf auf 2 Dioden, oder
» - so wären das dann ca. 7,5kV pro Diode?

Das kann man ja so nicht stehen lassen!!! Im Strompfad der in Flußrichtung betrieben Dioden liegen diese praktisch in Reihe - die Durchlassspannung für die Graetz-Brücke beträgt also 2x Uf. Die jeweils sperrenden Dioden liegen aber quasi parallel und müssen daher die volle Spitzenspannung (Ueff x1,414) sperren können.