Transistor schakeling m.b.t.: hie (interne weerstand)

Je lijkt heel wat te missen, als ik je goed lees.

De transistor die ik nu wil vervangen moet de stroom beperken.


Nee, de twee transistors waar je mee in de knoop ligt die regelen of beperken de stroom niet, ze schakelen. Het is ofwel "alles geven" ofwel "no paseran" :) "Beperken" verwijst naar een "zachte" instelling met een beetje stroom en een beetje spanning; daarvan is hier echter geen sprake. De transistors, of mosfets, of wat dan ook, staan helemaal open of helemaal dicht. Dat is trouwens ook veruit te verkiezen, anders gaan ze veel te veel vermogen opnemen en dus warm worden, wellicht warmer dan ze zelf verdragen.

Aan nogal wat beginners moet het belang van de wet van Ohm uitgelegd worden - jij lijkt in het omgekeerde geval: de wet van ohm heeft hier niets verloren, voor deze ene keer.

Zolang je het basisprincipe niet door hebt, kun je je beter niet verdiepen in details zoals "mosfet vs. bipolaire transistor". Het basisprincipe is dat je een trafo wilt aansturen "in balans" ttz je geeft voeding aan de centertap, de ene helft van de tijd trek je de ene aansluiting naar massa, de andere helft van de tijd de andere aansluiting. Hoeveel stroom er dan gaat vloeien heeft niets (edit: nuja, niet echt niets, maar toch maar heel weinig) te maken met de toegepaste schakelaar, maar alles met de voeding en met de eigenschappen van de primaire wikkeling. En ook wel een beetje met de belasting, en met de schakelfrequentie.
hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord
Lambiek

Special Member

Op 10 februari 2019 14:46:14 schreef StijnnjitS:
Het idee is om een hoogspanningsgenerator te maken.

En hoeveel spanning moet daar uit gaan komen, en wat wil je er mee gaan doen?

Hoeveel stroom er werkelijk loopt door mijn primaire wikkeling maakt mij niet heel veel uit.

Dat zou mij toch wel degelijk uitmaken, je hebt nu een voeding nodig die +/- 75A moet leveren.

Pak gewoon een standaard trafo van pakweg 100VA,"of kleiner" daar sluit je de secondaire kant aan op de 15VDC "op de midden aftakking" en beide kanten trek je om en om naar de gnd. Aan de primaire kant krijg je nu een blok van 230V, als je die spanning gelijkricht en afvlakt zit je al aan de +/- 325VDC. En daar kun je dan nog een voltageverdubbelaar achter zetten als je wil.

De transistor die ik nu wil vervangen voor een mosfet moet de stroom beperken.

En dat kun je doen met bijv. een geschikte weerstand in de hoogspanningskant.

En zorg ervoor dat je signaal er zo uit komt te zien, zie voorbeeld.


Dus met een kleine pauze op de nullijn, dat vindt je trafo een stuk fijner.

Ik doe zoiets met een microcontroller, daar kun je beter een gemodificeerde sinus mee maken. Zoals je het nu wil gaan doen met een NE555, kun je niet zomaar een pauze inlassen.

Maar goed het is jou feestje..... :)
Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Als je de stroom beperkt tot 30 mA dan valt er over de mosfet 0.39 millivolt, en over de transformator 6 millivolt. Dus samen 6.39 millivolt. De andere 14.99361 Volt moeten dan ook nog ergens blijven, maar daar is niks voor.

Ofwel, dat gaat alleen werken als je met heel hoge frequenties gaat schakelen. Dan heb je nog even het effect van de zelfinduktie van de trafo wikkeling.
Kan ik dan ook de stroom regelen, zo dat deze begrensd wordt tot 30mA?
Ja dat kan op 3 manieren.


  1. Een weerstand voor je spoel
  2. Een voeding met instelbare stroom begrenzing
  3. Je transistor of fet heel erg kort inschakelen.


Optie 2 in combinatie met 3 is het beste. Je stel je voeding in op zeg 100mA of in ieder geval een veilige stroom voor je transistor of fet. En dan met je schakeling zorg je ervoor dat de pulsen kort genoeg zijn om ook daadwerkelijk rond de 30mA uit te komen.

Om het even eenvoudig te zeggen een spoel werkt altijd de verandering van de stroom tegen. Dus als de stroom 0 en je zet er spanning op dan duurt even voordat de stroom op gang komt. De stroom verandering word dus tegen gewerkt.

Als er door een spoel een stroom loopt en je haalt de spanning weg dan ook word die verandering tegen gewerkt. De spoel wil de stroom instant houden en daarom plaats je dus altijd een diode over de spoel. De stroom die kan nu door de diode nog steeds zijn weg vinden.

Dus door het nauwkeurig de aansturing met korte pulzen te doen kan je heel goed de stroom door de spoel regelen. Echter is dat bij een spoel waarbij de max stroom 75A erg lastig. Vergelijk het maar met een race auto waar je moeilijk door de stad kan rijden terwijl een stadsauto daar geen problemen mee heeft.

Ik geef een voorkeur aan 30mA. Aan de secundaire zijde sluit ik een voltage verdubbeler aan. Dat is een circuit bestaand uit diodes en condensatoren.
KAn je beter uitleggen waarom je 30mA wilt.

De schakeling die je probeert te bouwen moet energie van je 15V voeding over brengen naar de uitgang. De maximale energie met 30mA is dan 450mW.
JE transformator is al niet verlies vrij en je verliest daar al energie. Op de uitgang wil je een spanningsverdubbelaar aansluiten met condensatoren. Dat is helemaal niet verlies vrij. Waarschijnlijk gaat bijna al je nuttige energie verloren en hou je dus bijna niets over. In ieder geval te weinig om er iets mee te kunnen doen.
Ik bouw de schakeling, omdat ik een beetje wegwijs wil worden in de fijne elektronica en het een leuk project leek. De gedachten gang is om 5000 volt op te wekken.
De stroom van 30mA heeft geen achterliggende gedachte. Ik ben er vanuit gegaan dat dit voldoenden is. Aan de secundaire zijde wil wil ik graag de wisselspanning nog meer omhoog transformeren met als doel een zo groot mogelijk luchtoppervlak te overbruggen. Gewoon omdat ik het cool vind. XD
Lambiek

Special Member

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Op 10 februari 2019 15:26:31 schreef Lambiek:
Dat zou mij toch wel degelijk uitmaken, je hebt nu een voeding nodig die +/- 75A moet leveren.
Hoe kom jij aan die 75A? Ik kom niet verder dan ca 65mA en dan heb ik de stroomversterkingsfactor van de 2N2222 op 100 (ipv 75) gesteld.
Op 10 februari 2019 15:26:31 schreef Lambiek:
Dus met een kleine pauze op de nullijn, dat vindt je trafo een stuk fijner.
Waarom is een kleine pauze fijner voor de trafo? Iets doen aan de flanken (= hogere harmonischen verwijderen) lijkt me wel fijner voor de trafo. Het mooist is natuurlijk een schone sinus aanbieden.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op 12 februari 2019 20:51:38 (36%)]

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
Sine

Moderator

75A is wat heftig ja.

De ts wilt 5kV bij 30mA dat maakt ongeveer 150W
150W bij 15V is ongeveer 10A ;)

@StijnnjitS
Iets wat in de buurt komt is een 'ZVS Driver' (google steekwoord)
Angaben sind wie immer ohne Gewähr.
30mA bij 5kV?
Dat moet mis gaan. Dat overleeft @TS vast niet.
Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
TS wil 5 kV uit 15V, met max 30 mA uit de 15V.
En dan flinke vonken trekken. Leuk, maaar wel een uitdaging.

De 75A komt van de trafo weerstand van 0.2 ohm op 15V. Puur speculatie.

[Bericht gewijzigd door deKees op 12 februari 2019 23:55:44 (26%)]

Ik zou eens kijken naar een TL494, twee uitgangen voor push-pull, en de dead-time is in te stellen.
Zolang het probleem niet duidelijk is, is het zinloos om naar een oplossing te zoeken.
Lambiek

Special Member

Op 12 februari 2019 20:47:59 schreef ohm pi:
Hoe kom jij aan die 75A?

I = U/R. 15/0.2 = 75A. De start stroom van dat ding zal dus rond de 75A liggen. En als dat eenmaal draait zal dat rond de 10A liggen zoals Sine zegt.

Ik kom niet verder dan ca 65mA en dan heb ik de stroomversterkingsfactor van de 2N2222 op 100 (ipv 75) gesteld.

En je denkt dat als je 65mA door die spoel stuurt dat je die 5000V gaat halen, denk het niet. Je gaat de stroom beperken door je 2N2222, maar voor die tor blijft het bijna een sluiting die hij moet schakelen. Dat ding is waarschijnlijk zo ter ziele.

Waarom is een kleine pauze fijner voor de trafo?

Ik heb al veel van zulk soort schakelingen gemaakt, en houd altijd een pauze tussen de blokken. Dit doe ik niet alleen om het gebrom in de trafo te verminderen, als je daar een hele blok op zet maakt het ding een leven van jewelste. Als je dat iets compenseert door een kleine pauze toe te voegen hoor je vrijwel niets meer. Als je de puls 10ms breed houd, dan wordt je trafo ook veel heter dan normaal, als je de puls breedte op +/- 7 tot 8ms houd wordt de trafo net zo heet als op een sinus, en maakt het zelfde geluid. moet er wel bij zeggen dat ik altijd een ringkern voor zoiets gebruik.

Als je de blok op 10ms houd, heb je ook nog de kans dat de ene fet nog niet uit geleiding is als de andere begint te geleiden, met alle gevolgen van dien. Ik heb zo een keer een H_brug opgeblazen. :( Dat gaat me dus niet meer gebeuren.

Iets doen aan de flanken (= hogere harmonischen verwijderen) lijkt me wel fijner voor de trafo. Het mooist is natuurlijk een schone sinus aanbieden.

Dat ben ik geheel met je eens, en zal dat ook nooit tegenspreken. Maar ja dat gaat nu eenmaal niet met deze constructie.

Hier heb je nog een plaatje hoe het eruit ziet op de scoop, het signaal is het uitgangssignaal van de trafo met daaraan een motor van 230VAC. Het signaal staat op +/- 70Hz omdat de motor harder moest draaien. Het signaal is gemeten met een differentiaal probe, dus de spanning die erbij staat moet vermenigvuldigt worden.



Op 13 februari 2019 00:05:29 schreef Hunter:
Ik zou eens kijken naar een TL494, twee uitgangen voor push-pull, en de dead-time is in te stellen.

Precies. :)
Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Op 13 februari 2019 09:49:30 schreef Lambiek:
[...]
I = U/R. 15/0.2 = 75A. De start stroom van dat ding zal dus rond de 75A liggen. En als dat eenmaal draait zal dat rond de 10A liggen zoals Sine zegt.
Dat kan niet met de schakeling van @TS. De maximale stroom door de transistor is ca 65mA.
[...]
En je denkt dat als je 65mA door die spoel stuurt dat je die 5000V gaat halen, denk het niet. Je gaat de stroom beperken door je 2N2222, maar voor die tor blijft het bijna een sluiting die hij moet schakelen. Dat ding is waarschijnlijk zo ter ziele.
65mA bij 15V. Beesie zal het wel warm krijgen. Met de Royer-oscillator kan je misschien wel 5000V halen. Hangt af van de oscillatiefrequentie die vrij hoog zal liggen en de gebruikte transformator. Als dit een oude neontransformator is dan geef ik deze oscillator weinig kans

[...]
Ik heb al veel van zulk soort schakelingen gemaakt, en houd altijd een pauze tussen de blokken. Dit doe ik niet alleen om het gebrom in de trafo te verminderen, als je daar een hele blok op zet maakt het ding een leven van jewelste. Als je dat iets compenseert door een kleine pauze toe te voegen hoor je vrijwel niets meer. Als je de puls 10ms breed houd, dan wordt je trafo ook veel heter dan normaal, als je de puls breedte op +/- 7 tot 8ms houd wordt de trafo net zo heet als op een sinus, en maakt het zelfde geluid. moet er wel bij zeggen dat ik altijd een ringkern voor zoiets gebruik.

Als je de blok op 10ms houd, heb je ook nog de kans dat de ene fet nog niet uit geleiding is als de andere begint te geleiden, met alle gevolgen van dien. Ik heb zo een keer een H_brug opgeblazen. :( Dat gaat me dus niet meer gebeuren.
Er mag nooit een overlap zijn. Dat is duidelijk. Kan het niet zijn dat je transformator bromt doordat bij de vrijwel volle 10msec aansturing de transformator in verzadiging komt? De magnetisatiestroom wordt de volle 10msec lineair opgebouwd. Bij een sinus wordt de magnetisatiestroom cosinusvormig opgebouwd.
Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
De transformator heb ik zelf gemaakt. Hier heb ik vrij veel energie in gestoken en wil ik dus ook graag gebruiken. zie foto

De kern is van ferriet en naar mijn weten goed tegen hoge frequenties.
Primair 10 windingen om secundair een kleine 500. Het ziet er een beetje vreemd uit met de kroonsteen. De reden is dat ik 4 draden tegelijk gewonden heb en vervolgens in serie zijn aangesloten.

Iet wat ik me zelf af vroeg. Ik heb nu 10 om 500 windingen. Als ik 5 om 250 windingen gemaakt zou hebben of 20 om 1000. Maakt dit een verschil in rendement? Is het ene manier meer aan te raden dan de ander?

De voeding van de schakeling zijn twee batterijen in serie van 9V per stuk.
Hier maak ik vervolgens 15V van. De batterijen kunnen een kleine 550mAh leveren.

De trafo zijden wil ik om de beurt naar nul halen met een mosfet i.p.v. een 2n2222 transistor.

de stroom door mijn primaire windingen wil ik beperken door middel van de frequentie op 10 KHZ te zetten.

Hieronder heb ik nog een extra foto van een coil calculator. Ik heb de waardes zo nauwkeurig mogelijk ingevuld. De ringkern is iets groter dan de waarde die is ingevuld.
Is de XL waarde (recht onderin) de inductieve weerstand en dus de beperkingswaarde voor de stroom? Kan ik de stroom bereken met de XLwaarde?

Voorlopig wil ik graag de 555 timer gebruiken en later als ik de schakeling nog besluit te optimaliseren een TL494.
Op 13 februari 2019 20:50:05 schreef StijnnjitS:
Iet wat ik me zelf af vroeg. Ik heb nu 10 om 500 windingen. Als ik 5 om 250 windingen gemaakt zou hebben of 20 om 1000. Maakt dit een verschil in rendement? Is het ene manier meer aan te raden dan de ander?
Wat voor opleiding heb je in de electrotechniek gehad? Je weet dat een transformator bestaat, maar je hebt volgens mij geen idee hoe dat ding werkt.

Edit:
Op 12 februari 2019 22:18:15 schreef ohm pi:
30mA bij 5kV?
Dat moet mis gaan. Dat overleeft @TS vast niet.
Sorry voor mijn bovenstaande post. Ergens ben ik ontspoord. Als ik naar je geposte schema kijk zie ik dat de secundaire spanning 750V is. Daaruit leid ik af dat je wel weet hoe een transformator werkt.
Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
93 uH. Dat is de bepalende factor. XL zegt me niks.

Maar met 15V en 93 uH dan duurt het L / (V * I) = 0.000093 / (15 * 0.500) = 12.4 microseconden. Dan loopt er 500 mA. 10 kHz is dus veel te laag. 12.4 uS is de max tijd dat de spoel aan mag staan

Het aantal windingen heeft vooral betrekking op de zelfinduktie die je krijgt, en die bepaalt hoofdzakelijk de benodigde aanstuur frequentie.

O, XL is blijkbaar de impedantie van de spoel bij in dit geval 10 kHz. Maar daar heb je niet veel aan want die geldt alleen voor sinusvormige wisselspanning op 10 kHz, en die ga je zo niet krijgen.
Maak er maar 0,8 µsec van. De transistor zal niet veel meer dan 32mA doorlaten. Dan raakt hij uit verzadiging.
Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
Jou beoogde doel is dus flink wat vonken trekken, ik zou daar een flyback (line) transformator voor gebruiken.



Hier is meer info:https://www.google.nl/search?ei=AfNkXPfKJ4TfwQKhjqaQAw&q=hig...P7GQHygIio
Er zijn vele filmpjes op youtube te vinden hoe je zoiets kan maken.
En hier zelfs een kant en klaar recept.
'vroeger was alles beter'.
Lambiek

Special Member

Op 13 februari 2019 20:11:50 schreef ohm pi:
Dat kan niet met de schakeling van @TS. De maximale stroom door de transistor is ca 65mA.

En daarom kom je waarschijnlijk ook nooit aan de 5000V.

Kan het niet zijn dat je transformator bromt doordat bij de vrijwel volle 10msec aansturing de transformator in verzadiging komt?

Ik denk eerder dat het door harmonische frequenties komt die bij een volle blokgolf van 10ms opgewekt wordt. Maar ik kan het mis hebben hoor. :) Je duwt er ook meer vermogen in "bij een 10ms blokgolf" omdat het oppervlak groter is dan bij een echte sinus. Hierdoor verandert de inductie en zorgt voor een mechanische vervorming van het blik, dit hoor je in de vorm van brommen. Als je nu zorgt dat de oppervlakte van je blokgolf redelijk overeen komt met de oppervlakte van de sinus, dan duw je er in ieder geval evenveel energie in. Dat neemt niet weg dat een sinus natuurlijk beter is, ook omdat de sinus netjes opgebouwd wordt natuurlijk.

De breedte van je blokgolf hangt natuurlijk wel af van de gebruikte frequentie, als de frequentie veranderd moet de breedte van je blokgolf uiteraard ook veranderen.

Maar bij een blok golf van +/- 7 of 8ms bij 50Hz, voldoet een trafo goed. Je hoort het zelfde zachte gezoem als bij een trafo op een 50Hz sinus. Ook als er bijv. een motor op aangesloten is, hoor je in de motor het zelfde zachte gezoem.
Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Op 14 februari 2019 09:33:16 schreef Lambiek:
[...]
En daarom kom je waarschijnlijk ook nooit aan de 5000V.
@TS hoeft geen 5000V te halen. Volgens zijn gepost schema komt er secundair 750V vrij. Er is dus voor TS nog een weg te gaan.

[...]
Ik denk eerder dat het door harmonische frequenties komt die bij een volle blokgolf van 10ms opgewekt wordt. .... Je duwt er ook meer vermogen in "bij een 10ms blokgolf" omdat het oppervlak groter is dan bij een echte sinus. Hierdoor verandert de inductie en zorgt voor een mechanische vervorming van het blik, dit hoor je in de vorm van brommen. Als je nu zorgt dat de oppervlakte van je blokgolf redelijk overeen komt met de oppervlakte van de sinus, dan duw je er in ieder geval evenveel energie in. ....
Je hebt me overtuigd. Voor een electromotor als belasting is een modified sinus op één na de beste keus. @TS werkt met een vermogen van ca 0,5W. Bij dat soort vermogens hoef je helemaal niet moeilijk te doen.
Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
Lambiek

Special Member

Op 14 februari 2019 19:21:38 schreef ohm pi:
@TS hoeft geen 5000V te halen. Volgens zijn gepost schema komt er secundair 750V vrij.

O, ik dacht dat hij het over 5000V had.

Er is dus voor TS nog een weg te gaan.

Dat is een ding dat zeker is. :)
Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Op 10 februari 2019 14:46:14 schreef StijnnjitS:
ohm pi
Om eerlijk te zijn begrijp ik niet helemaal wat er voor zorgt dat het circuit dat je geplaatst hebt het probleem op lost. Zou je dit kunnen toelichten.
code:
                    +15V 
                   |
   |^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^| 2 transformatorwikkelingen
   +-------------+  +-------------+
   |              \/              |
   \ |    ____    /\    ____    | /
T1  \|---|____|--+  +--|____|---|/  T2
    /|                          |\
   /       46k           46k      \
   |       R1            R2       |
   +------------------------------+-- -15V

Zeners ed in de collectors van beide transistors netjes laten zitten
Werking bovenstaande oscillator.
Stel we schakelen de 15V in. T1 en T2 gaan beiden geleiden. Als de spanning door ruis op de collector van T1 stijgt dan daalt de spanning op de collector van T2 met dezelfde waarde. Deze spanningsdaling (eigenlijk stroomdaling) wordt via R1 doorgegeven aan de basis van T1. T1 gaat minder geleiden. De spanning op de collector van T1 stijgt daardoor. Deze spanningsstijging wordt via R2 doorgegeven aan de basis van T2. T2 gaat meer geleiden. Uiteindelijk kom je in een situatie dat T1 spert en T2 geleidt. Door de zelfinductie van de primaire wikkeling zal de collectorstroom van T2 lineair toenemen van 0 mA tot ca 65mA. De collectorstroom van T2 wordt begrensd door de basisstroom maal de versterkingsfactor van T2. De spanning op de collector van T2 stijgt. Daardoor komt T1 in geleiding en de schakeling klapt om. (T1 geleidt en T2 spert). Over de sperrende transistor staat een spanning van 30V op de collector. Over de geleidende transistor staat een spanning van ca 0,2V op de collector. De schakeling is kortsluitvast mits de transistoren niet stuk gaan bij 32mA en 15V (0,5W). Bij kortsluiting van de secundaire van de transformator slaat de oscillator af. T1 en T2 zijn dan beiden tegelijk in geleiding.
Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl