große ströme mit genauer zeitverzögerung schalten

[Roboman93]

hallo community,

ich muss für ein physikprojekt einen sehr großen strom (200v aus einem elko) schalten. das probmlem ist, dass es auf wenige millisekunden genau sein muss. dabei würde ich gerne auf einen mc verzichten.
zur anwendung: es wird ein taster geschlossen. dann soll der strom für eine justierbare, aber sehr kurze zeit geschaltet werden und dann wieder aus. ich habe jetzt etwas über thyristoren gelesen, wenn ich das richtig verstanden habe bleoben diese aber nach einem strom an der "basis" geöffnet und leiten weiter. somit wären sie nicht geeignet. habt ihr ideen für die verzögerung? ich dachte an einen kondensator, der sich über ein poti (zum einstellen der zeit) lädt und bei einer bestimmten spannung den stromfluss wieder unterbricht.

ich bitte um jede anregung, vll hat ja schon jemand sowas gemacht.


mfg roboman

[Ls4]

Meinst du wirklich Strom oder Spannung?
Ohne µC kenn ich mich jetzt nicht wirklich aus. Aber vielleicht hilft dir das hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0206115.htm
Viele Grüße,

Tim

[Rofo88]

Wie groß ist den der Strom?2A 20A oder 2000A?

zur Zeit : in welchen Bereich soll die sich bewegen ? µs ms s?

Nenne mal bitte paar mehr Werte dann kann man dir besser helfen.

[Roboman93]

ok, die spannung beträgt ca 250v, der strom kommt aus einem kondensator, der kurzgeschlossen wird(ca. 1000µF). die zeit beträgt ca. 5-20 ms, sollte aber einstellbar und sehr präzise sein.

mfg roboman

[KlaRaw]

Hallo,
vom Aufwand her bei guten Ergebnissen würde ich in der Tat einen MSP430 empfehlen. Ansonsten fallen mir nur Timer (555 / 556) ein. Wenn es noch genauer sein soll käme eine Zeitbasis in Frage. Schalten würde ich mit einem MOSFET. Das Problem ist dabei, dass 200V anliegen und ein Kurzschluss durchgeführt werden soll. Da würde ich mir genau die SOA - Grenzen anschauen.
Gruss Klaus.

[i_make_it]

Wie erfolgt die Triggerung?

1- Du löst ein Ereigniss und 5-20 ms später soll der Kondensator kurzgeschlossen werden?

2- Ein Ereigniss findet statt und 5-20 ms später soll der Kondensator kurzgeschlossen werden?

Hast du 50Hz Netzfrequenz zur verfügung oder nur DC?

Bei Bedingung 1- kannst du die Netzfrequenz als Zeitbasis nehmen und mit CMOS oder TTL Logikbausteinen ein Rechtecksignal generieren und per Frequenzvervielfacher z.B. 1kHz generieren.
Dann kannst du mit einem Flippflopp das Ereigniss auslösen und einen Zähler starten. Da brauchst du dann nur einen (maximal) 8 Bit Zähler und einen Komperator und kannst mit dem Zähler - Vorgaben vergleich beim Erreichen der voreingestellten Zahl den Kondensator auslösen.

Vorteil ist, das alles digital ist und du dir keine Gedanken um Bauteilalterung und thermische Drift bei Kondensatoren und Potis für ein RC Glied machen musst.

Alternativ kann man auch mit einem 555 eine Zeitbasis aufbauen wenn man keine Netzfrequenz zur Verfügung hat. Der nachgeschaltete Aufbau ist dann gleich wie oben, nur den Frequenzvervielfacher brauchts nicht.

Bei Bedingung 2- muß die Zeitbasis eine entsprechend große Frequenz haben, damit die Genauigkeitsbedingung erfüllt bleibt.
Denn entweder man startet die Zeitbasis mit der Triggerung, dann hat man das Problem das die ja auch erst mal anschwingen muß, oder man lässt die Zeitbasis durchlaufen und triggert zu einem beliebigem Zeitpunkt rein.

Da kann man dann direkt vor einer steigenden Flanke Triggern, womit der Zähler sofort startet, oder man triggert dummerweise kurz hinter eine steigende Flanke, dann läuft ein Takt komplett durch bis der Zähler startet.

Wenn für die Genauigkeit 1% gefordert ist, müsste die Zeitbasis mindstens 20kHz haben, da bei der kürzesten einstellbaren Zeit (5ms) der absolute Zeitfehler natürlich am stärksten ins Gewicht fällt.

[Besserwessi]

Die Verzögerung kann man z.B. mit einem Timerbaustein wie NE555 oder eine Monoflop realisieren.

Wenn wirklich kurzgeschlossen wird, geht auch ein tyristor, denn dann ist der Elko nach 5 ms leer und es fließt eh kein Strom mehr. Vermutlich soll aber doch noch etwas dazwischen sein, und sei es nur eine Leitung, oder eine kleine Magnetspule.

Als alternativen zum tyristor gibt es dann große MOSFETs, wobei man vermutlich einen extra Treiber fürs Gate braucht.

[Roboman93]

ok, da viele vom ne555 sprechen, würde och das gerne so machen.
@ i_make_it:

es ist so: ein schalter löst den kurzschluss aus, und 5 bis 20 ms später muss dieser wieder gestoppt werden. als last hängt am kondensator eine spule.

kann ich irgendwie berechnen, wie schnell der cap leer ist? wenn der eh schon nach 5 ms sekunden leer ist, brauche ich die zeitsteuerung nicht mehr. ich hatte gedacht, dass das länger braucht. dann kann ich ja auch nen thyristor nehmen.


mfg roboman

[Roboman93]

ich hab mir jetzt bei conrad einen rausgesucht: 446028 - 62 (conrad-artikelnummer). die abmessungen (kapazität und spannung) könnten noch ein bisschen variiren. wie siehts da mit der kurzschlussfestigkeit aus?

[Besserwessi]

Wenn man noch eine Spule dazwischen hat, dann hat man keinen echten Kurzschluß. Die Zeit kann man berechnen, wenn man die Daten zur Spule, den Leitungen, dem Schaltelement usw. hat. Davon hängt auch ab wie hoch der Strom wird und ob der Elko das aushält.

Wenn man nicht viel rechnen will kann man auch ein Simulation nehmen, z.B. mit LTCAD. Für die Induktivität und den Widerstand der Spule braucht man aber wenigstens Schätzwerte.

[Roboman93]

ok,hab mich mal im internet umgeschaut, da wird die spule auch ohne zeitsteuerung geschaltet.dann gehts wohl auch ohne steuerung.

mfg roboman

[i_make_it]

Hm, wenn die Spule jetzt eine Luftspule von 3 - 10 Windungen bei 100 -500 mm Durchmesser ist,
Dann denke ich mal daß dies ein rein privates Physikprojekt ist und irgendwo der Name "Günter Wahl" vorkommt.

Eine große Spannungsänderung die durch Entladen eines großen Hochspannungskondensators über eine Spule erfolgt,
dann noch das verhindern das Energie von der Spule zurück in den Kondensator fließt und so für die Spule verloren geht.

Es kann nicht ganz zufällig sein, das es sich bei dem Projekt um ein Gerät handelt, das auf der folgenden Seite unter "Geschaltete Induktivitäten" beschrieben wird?
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetischer_Impuls

Falls ja, lass dir gesagt sein, das die hier http://www.blids.de/
bis auf wenige Meter genau die Position bestimmen können. (Stichwort; LEMP)

An sonsten verweise ich wegen der Folgen auf das StGB.

Bei der Kondensatorgröße, dürfte die Reichweite zwar nur maximal einige Meter betragen, aber spätestens wenn jemand mit Herzschrittmacher in der Nähe ist, sind das schnell mal 8 bis 12 Jahre.

Falls Roboman93 tatsächlich das vorhat was ich denke, wird er wissen was ich meine.

[Roboman93]

@ i_make_it:
hier gehts sicher nicht darum, alle elektronischen geräte im umkreis lahmzulegen/EMP). die spule würde ich dafür als unkritisch einstufen (mind. 50 windungen).