Labornetzteil mit hoher Spannung

[Dominik009]

Hi Besserwessi!

Vielen, vielen Dank für deine große Mühe! Ich weiß das echt zuschätzen=D>

Mit deiner vorgehensweise hast du natürlich recht. Erst sollte die Spannungsregelung funktionieren, bevor man sich über die Stromregelung gedanken macht, wobei hier eine richtige (also genauere) version wo man einen Wert Imax einstellen kann, der nicht überschritten wird (so ist es ja auch in fertigen Labornetzgeräten).

Welche Software nutzt du den bisher zum simulieren? LtSpice?

Eine Hilfsspannung ist wie gesagt kein Thema, da ich einen Printtrafo habe und verschiedene Spannungen mit mehreren Spannungswandlern daraus erzeugen kann. Der Schaltplan aus der Elektor scheint gut und interessant zusein, müsste natürlich etwas angepasst werden.

Meinst du es ist besser auf dem Elektor plan auzubauen, anstelle den Plan zunutzen, den ich im Startpost vorgeschlagen habe? Wie ich lese packt das NT bis zu 5A, was natürlich super wäre. Ist es den bei aussriechender aktiver Kühlung mit großem Kühlkörper und mehreren Lüftern nötig eine Umschaltung zwischen 2 abgriffen des Trafos zu machen?

Viele Grüße und nochmal 1000 Dank für die Arbeit die du dir machst und deine Hilfe
Dominik

[Besserwessi]

Die Schaltung aus dem sehr langen Thread im Microcontroller.net fängt zwar irgendwie bei einer alten Elektor Schaltung an, aber später ändert sich da einiges. Die Basis ist da wohl ein altes Netzteil von HP (jetzt Aligent). An sich ist die Schaltung nicht schlecht, zumindest eine der späteren Versionen (so etwa im letzten Drittel).
Die Schaltung aus dem Startpost ist etwas einfacher und kommt eher ohne den 2. Trafo aus. Es gibt nach dem Prinzip auch noch öfter ein Version mit dem Shunt an der GND Seite. Da geht die Stromregelung auch ohne Hilfsspannung. Von der Schalung müsste ich eigentlich auch noch einen Plan aus einem Elektorheft haben - ein entsprechendes Netzteil (-28V, 2,5 A) habe ich auch noch.

Bei der Frage wie viel Strom oder Spannung das Netzteil liefern soll ist vor allem eine Frage der Endstufentransistoren, Kühlkörper usw. Das gilt für beide Ausführungen. An sich geht so ein Linearnetzteil auch deutlich größer - ich hab schon mal eines für 10 kV und 1 A benutzt, das war dann aber schon mit Wasserkühlung und Drehstromanschluss und etwas größer als eine Waschmaschine.
Der Eigenbau so eines Netzteils ist mehr ein Lernprojekt - wenn man Gehäuse, Trafo, Kühlkörper usw. einberechnet ist ein Kauf mittlerweile oft günstiger. Von daher reicht dann zumindest für den 1. Versuch auch eine kleine Version (z.B. 25 V und 1 A), da sind die ggf. zerschossenen Teile günstiger und leichter zu gekommen.

Die Umschaltung zwischen den 2 Trafoabgriffen spart halt einiges (etwa die Hälfte) an Verlustleistung, und für hohen Spannungen wie hier kommt dazu das die Spannung an den Leistungstransistoren kleiner wird, die SOA Limits schlagen da nicht so zu und man kommt ggf. mit weniger Leistungstransistoren aus. Auch darf der Trafo dann ggf. etwas kleiner sein, bzw. man hat dann mit dem gleichen Trafo und Kühlkörper etwa ein Netzteil, das von 0-20 V bis etwa 3,5 A liefern kann, und von 20-50 V bis 2A , statt eines das 0-52 V und nur 2 A kann. Eine gewisse Alternative zum Umschalten der Trafoabgriffe ist eine Vorregelung per Schaltregler. Das ist aber etwas aufwendiger.

Zum Simulieren nutze ich LTSpice (allerdings noch eine eher alte Version)

[Dominik009]

Hi,
danke für die erklärung. Für mich ist halt jetzt die Frage, welche der beiden Schaltungen als bessere Basis dient. Wenn mein NT viel Strom schaft, wäre das natürlich schön, aber das wesentliche ist halt das ich 1A (evtl auch 2A) schaffe und bis 50V hochkomme.

Ein Freund von mir hat mir heute ein Ringkerntrafo angeboten, was 1x40V Out hat. Wie viel VA muss er mal nachschauen. Das Teil hat nie gelaufen (also ich meine es wurde noch nie angeschlossen) und ich könnte es für nen 10er haben  
Kann ich das annehmen? Das problem ist halt das es nur einen abgriff hat, aber einem geschenkten Gaul..................

10kV und 1A ist natürlich eine Hausnummer   Wozu braucht man den sowas?

Das man mit einem selbstaubnetzteil nicht (viel) billiger kommt als ein kaufnetzteil ist mir klar, nur leider gibt es netzteile bis 50V sehr selten und mir geht es auch um das bauen selber.

Wie kommst du den mit dem Plan so vorran? Ist ein Ende insicht?

Viele liebe Grüße
Dominik

[Besserwessi]

Die 10 kV und 1 A waren für einen Elektronenstrahl, um damit Metall zu schmelzen und verdampfen. Die Regelung war auch nicht wirklich über die Spannung, sondern den Strom, oder wahlweise über die Rate mit der das Metall verdampft ist.

Mit einem 40 V Trafo bekommt man nur etwa 54 V DC hinter dem Gleichrichter, wenn alles gut geht. Da ist dann aber noch keine Reserve drin für eine geringere Netzspannung oder eine nicht mehr so ideale Sinusform, und für die Restwelligkeit. Ich fürchte das werden zu ungünstiger Zeit nicht mehr ganz 50 V werden. Das ist also etwas zu wenig um wirklich auf 50 V zu kommen. So etwa 48 V kann man wohl fast immer nutzen. Die Schaltung vom Microkontroller.net ist ein low drop Regler mit wenig Verlust (ca. 0,5-1 V) bei der Spannung und könnte damit wenigstens noch meistens die 50 V erreichen. Die Schaltung hier ist ein klassischer Regler und kommt mehr so auf 3 V Dropout - da wären die 50 V nur ab und zu und mit wenig Strom drin (z.B. wenn die Sonne scheint). Damit man mit dem Trafo auf etwa 1 A DC kommt braucht der Trafo etwa 80 VA, bei großen Elkos für einen Hauch mehr Spannung ggf. auch noch etwas mehr.

An sich geht der Plan ohne Stromregelung so weit, nur mit dem OP spinnt die Simulation noch (der startet je nach Schaltung erst mit Verzögerung und macht die Simulation damit sehr langsam - vermutlich startet der OP mit extremer Überlast und braucht dann einfach Zeit um eine interne "Kapazität" zu entladen, und je langsamer der OP, länger braucht der). Die Stromregelung ist aber eigentlich ein eher kleiner Schritt. Was dann noch fehlt ist ein Sauberer Übergang von strom-geregelt auf spannungs-geregelt, damit es da keinen merklichen Überschwinger gibt.

[Dominik009]

Hallo,
danke für deine Antwort. Das mit dem Elektronenstrahl kling echt sehr cool und interesant.

habe eben nochmal wegen dem Trafo telefoniert. Es ist ein 500VA Trafo, ca. 4,5kg schwer und 1x45V sekundärspannung.
Für 10€ kann ich ihn haben, er lag mehrere Jahre lang in ner Kiste, trocken gelagert und wurde nie verwndet. Er hat ihn nur mal kurz getestet und durchgemessen als er ihn gekauft hat.

Für 10€ kann man da nichts falschmachen, normal kosten die neu wesentlich mehr. Er bringt mir den nächste Woche mit und ich kann ihn selber kurz testen.


Also sind beide Pläne an sich gut. Würde es bei den Plan hier etwas bringen, einfach einen schnelleren/besseren OP zuverwenden?
Der Plan auf Microkontroller.net ist am anfang ja relativ leicht zu versehen wird aber immer komplizierter. Einen Sense eingang brauche ich eigentlich nicht (ist natürlich ein nice to have). Mir würde eine Messung im Gerät reichen, die differenz sollte sich ja bei 0,5m Kabel bis zur schaltung im ramen halten.

Viele Grüße
Dominik

[Besserwessi]

Mit 45 V Wechselstrom kommt das schon ganz gut hin für 50 V am Ausgang. Bei einem Ringkern der Größe muss man schon den Einschaltstrom begrenzen, sonst geht zu 95% dabei die Sicherung raus und der Schalter leidet. Für den ersten Test ggf. einfach eine 100 W Lampe oder so in Reihe schalten.

Der Teil mit den Sense Leitungen ist relativ einfach wegzulassen - das vereinfacht die Sache auch etwas, obwohl das Problem das es Anfangs damit gab im Laufe der Diskussion eigentlich gelöst wurde, und dann sind es nur relativ wenige zusätzliche Teile. Weglassen geht natürlich auch, bzw. man nutzt es wenigstens bis zu den Buchse - das wesentliche ist das durch die Unterscheidung von Sense und Lastbuchsen der Plan unübersichtlicher wird. So viel komplizierter ist die Schaltung eigentlich nicht - so etwas wie die Anzeige und eine Vorregelung braucht man ja nicht unbedingt. Das Problem ist ggf. den richtigen Plan zu finden, denn da sind überwiegend welche mit Fehlern zu sehen - das liegt in der Natur der Sache und ist hier auch nicht anders.

[Dominik009]

Das mit dem Einschaltstrom weiß ich, habe ich bei meinem Regeltrentrafo auch so gemacht. Wobei ich dort ein Relai + Hochlastwiderstand genommen habe. Habe den Schaltplan hier noch rumfliegen.

Das ich auf 50V komme freut mich. Wie gesagt er bringt mir nächste Woche das NT vorbei und für nen 10er kann man wirklich nichts falsch machen. Ist ein absoluter freundschaftspreis.

Bei einem so starken trafo sollte man aber besser direkt hinter dem trafo(oder dem Gleichrrichter) eine Sicherung verbauen, oder?


Die Senseleitungen brauche ich eigentlich nicht, die könnte ich weglassen. Brauche ich so einen versärker wie dort beschrieben wird auch oder kann ich den weglassen?

Welche Version dort ist den halbwegsfehlerfrei, weil die Fehler die die Leute da erkennen (die ja teil genau wue du, auch richtig ahnung haben) finde ich nicht ohne Hilfe. Welche Modifikationen muss ich dort vornehmen um bis zu 50V zukommen. Um die Spannung dort abzuregeln ist sicher wieder ein Trimer gut geeignet.

Viele Grüße
Dominik