Ist das immer noch nicht erledigt?

Ein Problem beim schnellen Schalten hoher Ströme ist die Induktivität der Zuleitungen. Die beim Abschalten entstehende Spannungsspitze kann die Transistoren leicht überfordern.
Klemmdioden können helfen.
Außerdem ordnet man zweckmäßigerweise die einzelnen Schalter und ihre Energiespeicher radial wie Tortenstücke um den Verbraucher an.

Zum zweiten hast du wahrscheinlich ein Problem mit der Lastverteilung.
Da bietet es sich an nicht simple Kondensatoren als Energiespeicher zu verwenden, sondern Laufzeitleitungen aus mehreren C und L. Für jeden Schalter eine !
Neben der Verlustlosigkeit ist der Vorteil, daß der Maximalstrom dann nicht von irgendwelchen Eventualitäten abhängt, sondern durch Z definiert und berechenbar wird und auch die Impulsdauer. Auch hier sind Klemmdioden erforderlich.

Um die Gates der Schalter zu entladen kämen bei niedriger Frequenz evtl. kleine Thyristoren in Frage.


P.S.:
Ja, das abgebildete teil ist so eine Quenchröhre.
Man kann solche gasgefüllten Ableiter auch ungesteuert prima als Schalter für kleine Zündtrafos verwenden. Es gibt welche, die weit unterhalb der mit Netzspannung erreichbaren 300V zünden. Diode, Vorwiderstand, 100nF oder so und einen kleinen T????trafo dran und schon gibts ein paar cm lange Funken. Hab ich in einem ICP-Gerät von Varian gesehen

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 26 Jan 2007 13:23 ]

Zitat : perl hat am 26 Jan 2007 13:01 geschrieben :

Ein Problem beim schnellen Schalten hoher Ströme ist die Induktivität der Zuleitungen. Die beim Abschalten entstehende Spannungsspitze kann die Transistoren leicht überfordern.

Ich denke nicht, dass die Induktivitäten das Problem sind: Die Sterberate ist proportional zur Einschaltdauer. Der Strom bleibt während dieser Zeit aber konstant. Demzufolge liegt das Problem eher an der Verlustleistung im Mosfet.

Und diese könnte man über IGBTs verringern.
Ich hatte ja die beiden Links gepostet zu den IGBTs und der dazu passsenden Ansteuerung für den Blitz in einer Digitalkamera.

Ich habe leider noch keine neuere Digitalkamera zerlegt, die solch eine Schaltung verwendet, aber der Schaltung im Datenblatt nach, fließt der volle Blitzstrom hier über den IGBT. Diese ist zwar auch nur für <300A Spitzenstrom ausgelegt, aber es scheint zu funktionieren.

Ich werde die Schaltung mit 2x IRF740 mit einem Widerstand erweitern (etwa 0,5Ohm denke ich), damit sollte der Strom ein wenig begrenzt werden, so dass die Mosfets nicht die vollen 150V verheizen müssen, sondern mehr an dem Widerstand abfällt.

Ich konnte es nicht lassen und habe mir ein paar IGBTs gekauft, u.a. ein paar IRGP30B60KD-E. Dessen Datenblatt wirbt mit "10μs Short Circuit Capability."
Ich bin zwar vermutlich immer noch etwas außerhalb des spezifizierten Maximalstrombereichs, aber bisher hält der IGBT. Nur die Blitzlampe wird jetzt sehr heiß, da nun weniger Energie im Mosfet/IGBT verloren geht, dafür aber mehr Energie in der Blitzröhre verheizt wird.

Das erste Bild ist die CE Spannung am IGBT (etwa 70V Spitze 20µs nach dem Zünden). Danach läuft die Spannung allmählich gegen 0V und springt beim Abschalten auf die Elkospannung.
Das nächste Bild zeigt die Spannung an der Blitzröhre (invertiert, da von + gegen Kollektor gemessen). Nachdem die Lampe einmal gezündet hat, ist der Strom weitestgehend konstant. Der kleine Abfall ensteht vermutlich durch den sich langam entladenden Elko.
Das nächste Bild zeigt die Elkospannung. Nachdem die Lichtbogenentladung eingesetzt hat, scheint der Strom ziemlich konstant zu sein. Der IGBT arbeitet anscheinend als Konstantstromquelle. Ein ähnliches Verhalten zeigt auch das Datenblatt, dass einen sehr rapiden Knick in der Kennlinie der CE Spannung zeigt, wenn der Strom hoch wird. Dieses Verhalten erklärt auch die CE Spannung: Der IGBT verheizt die Differenz zwischen Elkospannung und etwa 170V Brennspannung der Blitzröhre.

Mein Fazit: Ein IGBT scheint für hohe Ströme besser geeignet zu sein. Ich hatte Bedenken wegen den hohen Abschaltzeiten eines IGBTs, aber heutige IGBTs sind schon recht schnell. Der IGBT erwärmt sich ohne Kühlkörper kaum.

Die Idee, den Rdson des Mosfets als Stromsensor zu verwenden war keine gut Idee: Ich habe mit einem Übertrager + Shunt nochmal gemessen: Es fließen nur 150A Spitze. Der Rdson des Mosfets ist also nur bei kleinen Strömem konstant.
Die 150A sind jedenfalls noch innerhalb der SOA des IGBT.

Zitat :

den Rdson des Mosfets als Stromsensor zu verwenden war keine gut Idee

Ich dachte du wüßtest das, deshalb habe ich nichts dazu gesagt.
Schau dir die Kennlinnien an: Ein MOSFET verhält sich nur bis zu ganz wenigen Volt ohmsch. Darüber knickt die Kennlinie ab und der Innenwiderstand wird sehr groß: Konstantstromquelle.
Wo der Kennlinienknick liegt, hängt sehr stark von der Steuerspannung ab.


Bei einem IGBT, der ja praktisch ein Darlington aus FET und npn-Transistor ist, ist der Knick nicht so ausgeprägt, weil der npn mit zunehmender Spannung stärker angesteuert wird. Dagür aber ist ist die Kennlinienschar um die BE-Flussspannung (0,7V) nach rechts verschoben. Untehalbdieser Spannung fliesst praktisch kein Strom.

Den im Datenblatt angegebenen Innenwiderstand ohne Kalibrierung einfach zur Messung heranzuziehen, ist jedenfalls sehr mutig. Schleßlich unterliegt er Exemplarstreungen und ist außerdem stark temperaturabhängig.

Vielleicht kannst du dir besser aus einem Stück bifilar gewickelter 1,5mm2 Ader einen Messwiderstand basteln. Den kann man leicht mit Gleichstrom kalibrieren.




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Zitat : perl hat am 10 Feb 2007 16:07 geschrieben :

Bei einem IGBT, der ja praktisch ein Darlington aus FET und npn-Transistor ist, ist der Knick nicht so ausgeprägt, weil der npn mit zunehmender Spannung stärker angesteuert wird.

Ist ein üblicher IGBT (mit üblich meine ich einen IGBT bei dem der Emitter negativer als der Kollektor ist) wirklich ein NPN ? Ich habe überall nur Erklärungen mit PNP + N-Kanal Mosfet gefunden.

Zitat :

Den im Datenblatt angegebenen Innenwiderstand ohne Kalibrierung einfach zur Messung heranzuziehen, ist jedenfalls sehr mutig.

Es war ja mehr eine Abschätzung als Messung, da ich wirklich Null Ahnung hatte in welchem Bereich der Strom einer Blitzröhre liegt.

Zitat :

habe überall nur Erklärungen mit PNP + N-Kanal Mosfet gefunden.

Hast Recht!
Manchmal schlafe ich sehenden Auges.