Fertiger Hochspannu ngstrafo/-Kaskade f ür Schaltnetzteil 6 000V

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Paul Rosen vor 18 Jahren

Hallo,

k=E4ufliche Hochspannungsschaltnetzteile sind recht teuer. Daf=FCr haben sie aber eine sehr gute Regelung. Scheinbar gibt es aber keine solchen, die nur eine m=E4=DFige Spannungs- und Stromstabilisierung bereitstellen, daf=FCr aber g=FCnstig sind. F=FCr meine Zwecke ben=F6tige= ich mindestens 6000V Gleichspannung, strombegrenzt auf etwa 10 mA. Eine grobe Regelung w=FCrde ausreichen, bei der 20V mehr oder weniger bzw Ripple sowie ein Abweichen der Stromstabilisierung um 2 mA kein Problem ist. Daher erw=E4ge ich einen Selbstbau. Um es vorauszuschicken: Ich hantiere t=E4glich mit diesen Spannungen, allerdings derzeit noch mit normalen Netzspannungstrafos erzeugt.

=46ertige Standard Hochpannungstrafos f=FCr Netzspannung sind leicht zu bekommen. Anders scheint es um Hochspannungstrafos f=FCr Schaltnetzteile zu stehen. Kennt jemand einen erh=E4ltlichen (Massen-)Schaltnetzteil-Fertigtrafo, der bei zerhackten 320V Eingangsspannung und gegebener Betriebsfrequenz irgendeine Wechselspannung ab 4500V oder etwas dar=FCber bei minimal 10mA Strom erzeugt?

Oder sollte man besser nur auf eine Teilspannung (welche? 2000V?) hochtransformieren und dann mit einer Kaskade weiter hoch multiplizieren? Wenn ja, wie sieht es dort mit einer verf=FCgbaren schaltnetzteiltauglichen Fertigkaskade mit mindestens 6000V und 10mA aus? Eventuell gibt es ja sowas f=FCr die Mikrowelle?

Die erzeugte Spannung sollte nicht wesentlich h=F6her sein als notwendig, damit das Netzteil intern beim Regeln nicht zu hoch drehen kann. Das ist n=E4mlich auch ein Problem der gekauften Netzteile und erzeugt gewaltige Sr=F6rungen in jedem Flipflop (oder Microcontroller), das die Hochspannungsanordnung steuert bzw. in ihr misst; und zwar insbesondere dann, wenn die erzeugte Spannung mit Relais ein und ausgeschaltet wird.=20

Abschlie=DFend noch eine Frage im Zusammenhang mit dem Netzteil: Haben wir heutzutage irgendeine M=F6glichkeit, einen mit 6000V aufgeladenen Kondensator elektronisch geschaltet bei ein paar Milliampere Stromfluss =FCber einen entsprechenden Widerstand zu entladen oder brauchen wir dazu immer noch das gute alte Relais?=20

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Ralph A. Schmid, dk5ras vor 18 Jahren

Erinnert mich an meine Versuche mit einer Auto-Zündspule als

13-Jähriger. NE555, paar hundert Hz, irgendein mittelgroßer Transistor, dann ein BU106 - Feuer frei :-) Der Funkenlänge nach irgendwas um 15kV, bösartig intensiv, Blatt Papier oder Zigarette Anzünden war damit kein Problem.

Ralph. http://www.dk5ras.de/ Skispringen für Jedermann: http://www.wsv08lauscha.de/veranstaltungen/jedermann/Tageskurs_Startseite.htm

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Paul Rosen vor 18 Jahren

Das h=F6rt sich so an, als wenn das kein allzu gro=DFes Problem w=E4re. = Ich habe da andere Erfahrungen gemacht, n=E4mlich:=20

Ich habe folgendes probiert: Ein professionelles regelbares Hochspannungsnetzteil mit 6.000 V und 10 mA Strombegrenzung l=E4dt =FCber ein Relais einen Kondensator, ein anderes entl=E4dt ihn wieder. Ein Meter davon entfernt findet sich ein Flipflop einer beliebigen Logikfamilie oder ein Microcontroller. Lege nun ein Kabel von nahe der Hochspannung zur N=E4he des FF/=B5C, ohne es elektrisch irgendwo anzuschlie=DFen. Das FF/=B5C wird gest=F6rt, wenn die Relais schalten. Benutze jetzt abwechselnd ein Hochspannungsnetzteil, das bei 6.000 V Endanschlag hat und eines, das potentiell auf 12.000V geregelt werden kann, stelle aber beide auf 6.000V ein. Das FF/=B5C reagiert erheblich heftiger mit dem 12.000V Netzteil. Die naheliegende Erkl=E4rung ist, dass das 12.000V Netzteil interne =FCber 6.000V hinausgehende Nadeln erzeugt. Weder gute keramische noch Folienkondensatoren noch eine Parallelschaltung derselben als Pufferkondensator f=FCr den =B5C k=F6nnen= da f=FCr Ruhe sorgen. =20

Bisher habe ich das Kabel nicht elektrisch angeschlossen, sondern nur "=FCber die Luft" angekoppelt. Da die Steuerung jedoch die Relais bedienen, die H=F6he der Spannung vorgeben und messen soll, m=FCssen entsprechende Verbindungen zwischen =B5C und dem Hochspannungsteil bestehen. Es nutzt nichts, den =B5C mit Metall zu kapseln; solange die Kabel aus dem Hochspannungsteil dort hineinm=FCssen. Eine r=E4umliche Entfernung eines Kabels von einigen Zentimetern sorgt f=FCr Ruhe im =B5C. Bei den digitalen Signalen kann man dies mit Optokopplern erreichen. Normale Koppler reichen aber nicht, es m=FCssen schon einige cm Lichtstrecke sein.=20

Beim analogen =B5C Ausgang k=F6nnte man eine PWM digital =FCbertragen und dann gl=E4tten. Aber beim Messen der Hochspannung muss von dort ein analoges Signal irgendwie zu einem externen oder internen A/D Wandler des =B5C, der auch wieder FF enth=E4lt. Zum Entst=F6ren ideal erscheint = mir ein Bauteil, das =FCber einige cm einen hohen Kapazit=E4ts- und Induktivit=E4tsbelag hat, so dass die "integralen" Filter den Trasienten kontinuierlich =FCber die Wegstrecke vernichten. "Kurze" Filter werden einfach vom Transienten "seitlich" passiert. siehe auch Nachbarthread. Insgesamt scheinen die Transienten energiereich und schnell zu sein. Es ist also =E4u=DFerst problematisch, den =B5C zu entst=F6ren. Unter den= von mir beobachteten Umst=E4nden erscheint es mir sinnvoll, die St=F6rung m=F6glichst klein zu halten, indem man die H=F6he der erzeugten Spannung so niedrig wie m=F6glich h=E4lt.=20

Doch Dein Posting l=E4sst vermuten, dass Du wom=F6glich einen Weg kennst, die "mangelnde Transientenfestigkeit der Steuerungselektronik" zu verbessern.=20

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Paul Rosen vor 18 Jahren

kennst,

War zun=E4chst auch meine Auffassung. Nicht umsonst habe ich da umfangreich experimentiert, wie schon beschrieben. Aber das Posting von Klaus hat mich da etwas verunsichert und machte mir Glauben, dass es einfacher ginge. Insofern ist es hilfreich, dass von Deiner Seite eine Best=E4tigung meiner Auffassung kam.

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Paul Rosen vor 18 Jahren

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Sorry, leider stand es etwas versteckt am Ende des OP, dass =FCber einen Widerstand mit wenigen mA entladen wird. Und das aufladende Netzteil ist wie beschrieben auf 10 mA strombegrenzt. Die Str=F6me sind also nicht das Problem. Ich habe es nochmal explizit nachgeschaut. Heinzinger, von denen die Netzteile sind, schreiben selbst in der Netzteilbeschreibung, dass intern ein paar tausend Volt mehr auftreten k=F6nnten.

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Paul Rosen vor 18 Jahren

=20

So ist es auch hier, wenn sie bei 6000V mindestens 6 cm entfernt sind und keine elektrische Verbindung zueinander haben.

Wie auch immer. Inzwischen habe ich wahrscheinlich eine Methode gefunden, wie man die Sache mit relativ wenig Aufwand entst=F6ren kann. Ich habe einen vor sich hin z=E4hlenden Controller mit einer Batterie versorgt. Damit konnte ich jeden Pin des Controllers inclusive der beiden Pole der Versorgungsspannung (nat=FCrlich potentialfrei) ohne weiteren Vorwiderstand an einen von Relais aufgeladenen und entladenen

6000V-Kondensator legen, ohne dass sich der Controller auch nur einmal verz=E4hlt h=E4tte. Wenn der Controller von einem Netzteil versorgt wird, darf ich diese Leitung nicht einmal in die N=E4he des Controllers bringen. Ich hatte wegen wichtigerer Dinge bisher noch nicht die Zeit, dies in meiner Anwendung zu testen. Aber das macht Mut. Alle paar Monate/Jahre die Batterie zu wechseln (habe bisher keine batteriebetriebene Controller Applikation entwickelt) sollte erheblich einfacher zu sein, als einige 6 cm lange Optokoppler und Filter oder starkstromdicke Massekabel (und das auf einer Platine) einzubauen.

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