Timing HV-Schalter mit H-Brücke

Hallo,

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Die Anforderungen sind folgende:

- Schaltfrequenz 5 MHz max.

- geschaltet wird eine kapazitive Last (Pockels-Zelle)

- zu schaltende Spannung ist 300-500 V

- 1 TTL-Signal

werden. Da mache ich mir nun Sorgen, ob durch diese Isolierung eine

zueinander.

maximal 3 ns angegeben. Das sollte doch ausreichend sein, oder?

Die isolierte Versorgung soll mit einem DCDC-Wandler (etwa Traco TEN

8-1212) realisiert werden. Leider steht im Datenblatt nicht, welche Differenzspannung zwischen Eingang und Ausgang dauerhaft anliegen darf. Habt ihr da Erfahrungen?

Im Design Guide des DRF1400 sind Gleichtaktdrosseln sowohl im isolierten

das bei Verwendung des ISO721 und eines DCDC-Wandlers noch notwendig?

Vielen Dank, Holger

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Holger Schieferdecker
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Am 18.11.2019 um 16:10 schrieb Holger Schieferdecker:

Du damit klar kommst?

--
Michael
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Michael S.

Hallo Holger,

Erfahrungen nicht, da gelten die Normen :-)

Zum Isolator:

Leiter-Erde Spannung von 230V 5,5 mm Kriechstrecke, das wird mit SO8 knapp. Vermutlich ist auch reinforced Insulation gefordert.

3KV / 1 Minute, working Voltage 300V. Zur Spannungsversorgung sagst Du ja leider nicht ob es Netz ist. Ich bezweifle auch dass es ohne Totzeit geht, das Einschalten geht zwar

Nachrechnen, statt Taschenrechner geht das gut mit den Digital devices von LTSpice. DC/DC Wandler: Wenn es so ist wie oben beschrieben hat Traco nix, schau mal bei Recom.

Michael

Am Montag, 18. November 2019 16:15:46 UTC+1 schrieb Holger Schieferdecker:

twerfen.

Pin so

sch isoliert

rzzeitig ein

iten).

im

le

n

st

Reply to
michael.woestenfeld

[snip]

Zu Isolationsabstaenden, Totzeit usw haben die beiden Michael ja schon alles gesagt.

Guck dir mal Murata NMS-Series DC/DC Wandler an. Die haben mit Abstand die niedrigste kapazitive Kopplung zwischen Eingang und Ausgang. Und ich habe einen dauerhaft erfolgreich mit ca. 2kV Potentialdifferenz betrieben. (Nach UL ist der aber nur fuer 300/150 Vrms gut)

Gruss Klaus

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Klaus Bahner

Am 18.11.2019 um 16:10 schrieb Holger Schieferdecker:

Hallo Holger,

beachte auch den Wert CMTI (Common Mode Transient Immunity) im Datenblatt.

Schau Dir auch mal Silabs Si86xx an.

Markus

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Markus Faust

Am 19.11.2019 um 07:47 schrieb Markus Faust:

Kann man das eigentlich skalieren?

Drosseln einzusetzen.

Danke, den gibt es auch als Wide Body SOIC mit 5 kV Isolation Rating.

Holger

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Holger Schieferdecker

Die kapazitive Kopplung ist in der Tat echt gering, aber die NMS-Serie schafft leider nicht den Strom, den ich im Mittel brauche. Nach der

Bei Murata habe ich aber sonst nichts gefunden, was den Strom bei ebenfalls hoher Isolationsspannung liefern kann.

Trotzdem danke, Holger

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Holger Schieferdecker

Am 18.11.2019 um 16:23 schrieb Michael S.:

Sicher bin ich bei dem Projekt noch bei gar nichts :-)

niedriger mit 12 pF typ., 17 pF max.

Isolationsspannung ist 5000 VAC, Working Voltage 250 VAC. Sollte schon mal deutlich besser geeignet sein. Ob es reicht, keine Ahnung.

Holger

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Holger Schieferdecker

Hallo Holger, Traco hat inzwischen doch was. Sorry. Michael

Am Dienstag, 19. November 2019 13:32:52 UTC+1 schrieb Holger Schieferdecker :

Bist Du sicher, dass

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michael.woestenfeld

Am 18.11.2019 um 18:19 schrieb snipped-for-privacy@gmail.com:

Der SI8610 (wie von Markus vorgeschlagen) hat im Wide SOIC-16 package

8,0 mm Kriechstrecke, Max. Working Insulation Voltage 1200 V. Ist sicher die bessere Wahl.

Was meinst Du genau mit Netz? Die Hochspannung kommt von einem kommerziellen Netzteil mit max. 600 VDC Ausgang. Auf der Ansteuerplatine wird es ansonsten keine 230 V Netzspannung geben.

Stimmt, das Ausschalten ist verheerend langsam. Wie die im Datenblatt angegebenen max. 30 MHz Schaltfrequenz und die ebenso angegebene Toff=45..49 ns zusammenpassen, ist mir nicht ganz klar.

noch funktionieren?

Sorry, wie meinst Du das? Die Schaltzeiten simulieren? Mit Digital Devices habe ich in LTspice noch nichts gemacht.

Holger

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Holger Schieferdecker

Am 19.11.2019 um 13:27 schrieb Holger Schieferdecker:

Mit welchen Spannungsgradienten rechnest denn Du auf der Hochvoltseite?

Erfahrung).

Der Traco ist geregelt. Du musst auch sicherstellen, dass diese Regelung

IGBT-Driver steht als Anwendung drin, aber IGBT schaltet halt eher

Eventuell macht es Sinn, das auf die altmodische Art mit Gate-Trafos zu machen. Die sind auch sehr schnell, erfordern aber "altmodisches" Know How. Billiger ist es alle mal.

--
Michael
Reply to
Michael S.

Hallo Holger

Am Dienstag, 19. November 2019 13:50:00 UTC+1 schrieb Holger Schieferdecker :

app.

Sehe ich auch so.

bei Netzbetrieb geht da die Leiterspannung mit ein. Ist jetzt aber uninteressant. Kriechstrecke bei 700VDC + nach - 4mm. Zu der Logikschaltung 5,5mm.

s gibt es

assenden

ke

Du hast etwa 15 - 20cm / Nanosekunde auf einer Leiterplatte. Sollte gehen.

geht das auch gut mit Schieberegistern, z.B. 74AC164.

von

Die Digital ("A") Devices in LTSpice lassen sich umfassend parametrieren. Delay, Risetime, Falltime etc. Damit kann man die Schaltung prima aufbauen und am Ende H- und L-Ansteuerun g

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Michael

er:

entwerfen.

FN-Pin so

anisch isoliert

kurzzeitig ein

leiten).

ich im

teile

von

.

en

. Ist

Reply to
michael.woestenfeld

Am 19.11.2019 um 13:15 schrieb Holger Schieferdecker:

Aus Erfahrung kann ich dazu folgendes berichten: Diese Isolatoren arbeiten intern mit einem RS-Flip-Flop auf der

Mit einer relativ geringen Wiederholrate wird auch ein statischer

bei allen ISOs gescheit im Datenblatt. Wir hatten immer dann Probleme, wenn eine HV-Schaltflanke genau auf eine Signalflanke im ISO gefallen ist. Dann konnte es sein, das das Set oder

Microsekunden auf dem falschen Zustand hing. Das ging damals auch schon

Es kann sein, dass Deine Anwendung hier aber relativ unkritisch ist, da die hohen DU/dt ja zeitlich immer hinter den ISO-Flanken liegen. Das

das dann doch wieder Probleme machen.

--
Michael
Reply to
Michael S.

Am 19.11.2019 um 14:15 schrieb Michael S.:

Eben, so ging es uns vor 10 Jahren in der vorigen Firma auch, obwohl es da "nur" um 140V und 384kHz ging (allerdings auch mit schnellen Flanken). Wir haben dann mit verschiedenen Devices experimentiert und sind letztendlich bei Si8410BB-D-IS gelandet.

Markus

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Markus Faust

Am 19.11.2019 um 14:15 schrieb Michael S.:

werden es also nicht.

Im Datenblatt finden sich die Angaben T_on=2..4 ns T_off=45..49 ns

SI86xx hat laut Datenblatt eine rise time von 2.5 ns. Das

nicht.

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I=U/X_C

Im Design Guide des DRF1400 ist in Abbildung 50 auf Seite 23 ein

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Dieser dort gezeigte SQ24T/S03150 hat laut seinem Datenblatt eine Isolationsspannung von 2000 VDC und 230 pF, ist also nicht so gut wie der THM 10.

Holger

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Holger Schieferdecker

Am 19.11.2019 um 14:58 schrieb Markus Faust:

Holger

Reply to
Holger Schieferdecker

Am 19.11.2019 um 14:28 schrieb snipped-for-privacy@gmail.com:

Danke, sehe ich mir mal genauer an.

Holger

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Holger Schieferdecker

Am 19.11.2019 um 16:21 schrieb Holger Schieferdecker:

dahin ab. Du bist ja Kapazitiv unterwegs. Da wird das ganze eher

Mach Dich auf massives Klingeln gefasst. Die Leitungen zur Pockels-Zelle

wie ich Mathe nicht so mag.

Habe ich mir jetzt nicht angeschaut, vermutlich Seriendrossel.

Eigenresonanzfrequenz dieser Drosseln beachten.

braucht eh ne Versorgung. Dann ist der Gate-Trafo eh vom Tisch.

--
Michael
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Michael S.

Am 19.11.2019 um 16:50 schrieb Michael S.:

Peak-Strom auf 25..10 A begrenzt. Hier ist sowas an anderer Stelle auch

Netzteil empfohlen.

Ganz sicher. Selbst wenn die Steuerung bei der Zelle auf dem Labortisch

vermutlich bestimmt 50 cm, andernfalls evtl. deutlich mehr.

Nein, ist eine Gleichtaktdrossel.

Holger

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Holger Schieferdecker

Am 20.11.2019 um 13:11 schrieb Holger Schieferdecker:

massiv.

Oh, das wird lustig. Da fangen dann Reflektionen an, eine Rolle zu

machen, oder halt gleich langsamer schalten.

Hat aber potentiell die gleichen Probleme, wenn sie falsch ausgelegt wurde.

--
Michael
Reply to
Michael S.

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