al sinds een aantal maanden ben ik een solid state tesla aan het maken (design hier).
zoals te zien is in de aandrijving die ik gebruik mosfets nodig (Q1 t\m Q4). Hier gebruik ik deze mosfets voor:
1. SCT2450KEC (de dure variant)
2. IXFX44N80P (goedkope variant, deze gebruik ik om mee te testen)
Nu vraag ik mezelf af of ik een van deze mosfets ook in serie kan zetten zodat ik een grotere spanning over m'n tesla kan hebben.
mvg Rémon
Laatste berichten
-
15:56
Programmeren met vectoren 6
-
14:53
Straatklok loopt 5 minuten voor 12
-
23:12
speciale rel. theorie 10
-
22:57
wig 6
-
22:36
Gravity and gravitation 4
-
22:24
[scheikunde] vraag Chemie - wat is de oplossing? 10
-
19:47
Bruine vlekken op treinaanwijzerbord 10
-
19:44
Vogels in de stad zijn goede klussers 2
-
19:12
Rood laserlicht 3
-
17:30
Herleiden afmetingen vanaf een foto 21
-
16:34
[wiskunde] Prijs Product per KG; Alternatief Inzicht 3
-
25 apr
do-re-mi-fa-so vliegtuigen 9
-
25 apr
geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 17
-
25 apr
[natuurkunde] kroon van koning op Syracuse 10
-
25 apr
2013 – Augustus Vraag 3 3
-
24 apr
Vraag 2009 Juli Vraag 5 5
-
24 apr
positie 2
-
24 apr
Schroefdraad berekening 8
-
24 apr
[scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 9
-
23 apr
Weerfrustratie 9
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
N-channel mosfet in serie schakeling
Moderator: physicalattraction
-
- Berichten: 4
N-channel mosfet in serie schakeling
- Bijlagen
-
- sct2450ke-e-1017516.pdf
- (687.57 KiB) 166 keer gedownload
-
- DS99478E(IXFK-IXFX44N80P)-347854.pdf
- (94.77 KiB) 285 keer gedownload
-
- aandrijving tesla.jpg (61.11 KiB) 1290 keer bekeken
-
- Moderator
- Berichten: 816
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Serieschakeling wordt een moeilijk verhaal. Je kunt proberen het aantal primaire windingen te verminderen en zo nodig meer FETs parallel zetten. Bedenk wel dat die driver genoeg stroom moet kunnen leveren i.v.m de Miller capaciteit tussen drain en gate.
dat wel natuurlijk
-
- Berichten: 12.262
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
In serie lijkt me hier niet logisch, je bent vrij hard aan het schakelen, en paralel is dan begrijpelijk om hogere stromen aan te kunnen.
Meer dan 4 paralel zetten kan wel als het nodige is vanwege de dissipatie. De gebruikte driver is specifiek gemaakt om mosfets te sturen, al zit er natuurlijk altijd een grens aan, ook afhankelijk van de frequentie waarop het geheel moet gaan werken.
Meer dan 4 paralel zetten kan wel als het nodige is vanwege de dissipatie. De gebruikte driver is specifiek gemaakt om mosfets te sturen, al zit er natuurlijk altijd een grens aan, ook afhankelijk van de frequentie waarop het geheel moet gaan werken.
Victory through technology
-
- Berichten: 4
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Ik ben er bewust van dat de driver genoeg moet kunnen leveren en dat is ook niet yet probleem. Waar ik ook niet mee op schiet is meer parallel zetten want ik kan al hoog genoege stroom aan. Wat ik wil is de primaire spanning verhogen (vsup), maar om te zorgen dat ik m'n mosfets niet kapot maak zou ik ze parallel moeten zetten zodat ik een hogere spanning aan zou kunnen.
-
- Moderator
- Berichten: 816
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Daarom is je beste optie het aantal primaire wikkelingen te verlagen.
dat wel natuurlijk
-
- Berichten: 4
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Ik heb nu al 8 wikkelingen en dat vind ik al vrij weinig. Ik wil niet al te weinig wikkelingen hebben want anders word de zelfinductie van de primaire spoel veel te laag, heb nu al 20A er door heen gaan. Dus 40A piek
-
- Moderator
- Berichten: 816
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Ik heb verder geen ervaring met dit soort experimenten (en ben dan ook erg nieuwsgierig naar de resultaten), maar ik geef de volgende overweging.
De impedantie van de primaire spoel heeft de hoogste impedantie bij de resonantiefrequentie van de Tesla spoel (en bij veel hogere frequenties). Het signaal uit de FETs is een blokgolf met daarin ook frequenties waarop de spoel niet in resonantie is. Voor de FETs is nu de impedantie wellicht onnodig laag waardoor de boel veel stroom trekt.
Dat is oplosbaar door een low pass T-filter toe te passen tussen de drains en de primaire spoel.
De impedantie van de primaire spoel heeft de hoogste impedantie bij de resonantiefrequentie van de Tesla spoel (en bij veel hogere frequenties). Het signaal uit de FETs is een blokgolf met daarin ook frequenties waarop de spoel niet in resonantie is. Voor de FETs is nu de impedantie wellicht onnodig laag waardoor de boel veel stroom trekt.
Dat is oplosbaar door een low pass T-filter toe te passen tussen de drains en de primaire spoel.
dat wel natuurlijk
-
- Berichten: 4
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Wel een leuk idee, maar ik moet zeggen dat het signal uit m'n pwm erg stabiel is. Er zit weinig ruis op en voor de rest wil ik juist een vrij grote stroom want ik wil dat er wat vermogen in gaat zitten. Dan worden de arcs die er vanaf gaan een stuk mooier.
En het klopt dat de zelfinductie omhoog gaat op de resonantie frequentie maar dat is volgens mij nog erg laag.
Dan moet ik wel zeggen dat ik nog bezig ben met prototype 1 van m'n tesla en ik ben nog lang niet klaar, dit is ook nog geen dringend probleem.
Maar zou ik je anders op de hoogte houden hiervan, dan post ik ook alle metingen door enzo
En het klopt dat de zelfinductie omhoog gaat op de resonantie frequentie maar dat is volgens mij nog erg laag.
Dan moet ik wel zeggen dat ik nog bezig ben met prototype 1 van m'n tesla en ik ben nog lang niet klaar, dit is ook nog geen dringend probleem.
Maar zou ik je anders op de hoogte houden hiervan, dan post ik ook alle metingen door enzo
-
- Berichten: 12.262
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Op zich is dat wel een interessant idee Olof.
Andere optie zou zijn om via snelle en slimme PWM een sinusvormige stroom te creeren die je vevolgens met een nog eenvoudiger filter kunt afvangen. Helaas zijn de frequenties hier zodanig hoog dat me dat niet haalbaar lijkt, maar voor veel grotere tesla coils met navenant lagere frequenties is het wellicht een optie.
Een ander idee dat wellicht meer haalbaar is, is om de frequentie automatisch te regelen tot de resonante frequentie van de secundaire + capaciteit daarover. Dat zou een soort MPPT circuit zijn maar dan met sturing van frequentie ipv spanning/stroom zoals gebruikelijk bij zonnepanelen en dergelijke.
Voordeel is denk ik vooral dat de frequentie optimaal blijft als je de secundaire kant gaat belasten met allerlei maffe capacitiefe belastingen als tl-buizen en dergelijke.
Andere optie zou zijn om via snelle en slimme PWM een sinusvormige stroom te creeren die je vevolgens met een nog eenvoudiger filter kunt afvangen. Helaas zijn de frequenties hier zodanig hoog dat me dat niet haalbaar lijkt, maar voor veel grotere tesla coils met navenant lagere frequenties is het wellicht een optie.
Een ander idee dat wellicht meer haalbaar is, is om de frequentie automatisch te regelen tot de resonante frequentie van de secundaire + capaciteit daarover. Dat zou een soort MPPT circuit zijn maar dan met sturing van frequentie ipv spanning/stroom zoals gebruikelijk bij zonnepanelen en dergelijke.
Voordeel is denk ik vooral dat de frequentie optimaal blijft als je de secundaire kant gaat belasten met allerlei maffe capacitiefe belastingen als tl-buizen en dergelijke.
Victory through technology
-
- Moderator
- Berichten: 816
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Benm schreef: Andere optie zou zijn om via snelle en slimme PWM een sinusvormige stroom te creeren die je vevolgens met een nog eenvoudiger filter kunt afvangen. Helaas zijn de frequenties hier zodanig hoog dat me dat niet haalbaar lijkt, maar voor veel grotere tesla coils met navenant lagere frequenties is het wellicht een optie.
Dit is niet zo'n eenvoudige oplossing. Een eenvoudiger filter is nauwelijks eenvoudiger.
Benm schreef:
Een ander idee dat wellicht meer haalbaar is, is om de frequentie automatisch te regelen tot de resonante frequentie van de secundaire + capaciteit daarover. Dat zou een soort MPPT circuit zijn maar dan met sturing van frequentie ipv spanning/stroom zoals gebruikelijk bij zonnepanelen en dergelijke.
Voordeel is denk ik vooral dat de frequentie optimaal blijft als je de secundaire kant gaat belasten met allerlei maffe capacitiefe belastingen als tl-buizen en dergelijke.
Dat is wel een goed plan, maar kan veel eenvoudiger door de stroom door de secundaire spoel terug te koppelen. Of Rezo daar nu veel mee opschiet betwijfel ik.
Rezo schreef: Wel een leuk idee, maar ik moet zeggen dat het signal uit m'n pwm erg stabiel is. Er zit weinig ruis op en voor de rest wil ik juist een vrij grote stroom want ik wil dat er wat vermogen in gaat zitten. Dan worden de arcs die er vanaf gaan een stuk mooier.
En het klopt dat de zelfinductie omhoog gaat op de resonantie frequentie maar dat is volgens mij nog erg laag.
Dan moet ik wel zeggen dat ik nog bezig ben met prototype 1 van m'n tesla en ik ben nog lang niet klaar, dit is ook nog geen dringend probleem.
Maar zou ik je anders op de hoogte houden hiervan, dan post ik ook alle metingen door enzo
Omdat de primaire spoel bij resonantie van de Tesla trafo de ‘hoge’ impedantie vertoont die je wilt hebben, is het van belang dat de oscillator in de sturing precies daarop wordt afgeregeld (dus minimum stroomopname). Als je bovendien met een low pass T-filter hebt gezorgd dat de FETs voor hun harmonischen hoogohmig worden afgesloten heb je de meest optimale situatie. Hierdoor ontstaat er wellicht ruimte in de stroomopname om het aantal windingen in de primaire spoel te verminderen en zo de spanning uit de Tesla trafo te verhogen.
Als je deze optimalisatie niet doet, heb je wel een hoge stroomopname maar die leidt niet tot een hoge opbrengst.
dat wel natuurlijk
-
- Berichten: 12.262
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Wat ik me wel een beetje afvraag is hoe groot zo'n filter in de praktijk gaat zijn, qua fysieke dimensies. Het gaat om flinke stromen, meer dan je kunt afhandelen met een paar condensators en spoeltjes uit het standaard onderdelen assortiment.
Bovendien is het de vraag of een enkel T of pi filter genoeg is, wellicht heb je meer elementen nodig om tot een aanzielijke reductie te komen.
Bovendien is het de vraag of een enkel T of pi filter genoeg is, wellicht heb je meer elementen nodig om tot een aanzielijke reductie te komen.
Victory through technology
-
- Moderator
- Berichten: 816
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Benm schreef: Wat ik me wel een beetje afvraag is hoe groot zo'n filter in de praktijk gaat zijn, qua fysieke dimensies. Het gaat om flinke stromen, meer dan je kunt afhandelen met een paar condensators en spoeltjes uit het standaard onderdelen assortiment.
Bovendien is het de vraag of een enkel T of pi filter genoeg is, wellicht heb je meer elementen nodig om tot een aanzielijke reductie te komen.
Even wat aannames:
Stel de trafo resoneert op 100 kHz en de primaire spoel heeft daarbij een impedantie van 10 ohm.
De twee spoelen hebben dan 10 cm diameter en 50 windingen van 2 mm diameter. Dat kan wel een tiental ampère hebben.
De condensator heeft dan een capaciteit van 160 nF en moet liefst tegen 1000 V kunnen. Inderdaad geen miniatuur, maar ook niet buitensporig.
Bijkomend voordeel is dat nu de parasitaire zelfinductie van de primaire Tesla trafo kan worden opgeheven door de tweede spoel navenant te verkleinen. Een veel strakkere koppeling is daardoor mogelijk.
De stroom door de FETs is nu goed onder controle door de relatief hoge zelfinductie van de eerste spoel (ca. 16 μH).
Punt van aandacht. Bij het afschakelen van de FETs is er geen controle over de spanning die op drains kan ontstaan. Extra maatregelen zijn hier gewenst.
dat wel natuurlijk
-
- Berichten: 12.262
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Dat zijn best flinke spoelen, wel te bouwen, maar groter dan de rest van de schakeling. Misschien is het toch beter ze op een flinke ferriet toroide te wikkelen, dat voorkomt koppeling tussen de twee spoelen.
Qua condensator valt het inderdaad nog wel mee, 3 stuks 470uF/400V in serie lijkt me handig gezien de goede verkrijgbaarheid (worden veel gebruikt als capactive droppers in led lampen en dergelijke) vergeleken met een enkele condensator die 1 kV aan kan.
Qua condensator valt het inderdaad nog wel mee, 3 stuks 470uF/400V in serie lijkt me handig gezien de goede verkrijgbaarheid (worden veel gebruikt als capactive droppers in led lampen en dergelijke) vergeleken met een enkele condensator die 1 kV aan kan.
Victory through technology
-
- Moderator
- Berichten: 816
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
De waarde van de condensator bedraagt 160 nF, geen 160 μF. Dat valt best mee. Alleen wel een beetje goede want het blindvermogen is niet niks.
Met de spoel ben ik in de gauwigheid uitgegaan van 160 μH, terwijl we 16 μH nodig hebben. Die worden dus veel kleiner: diameter 50 mm met 21 windingen van 2 mm dik draad. Inderdaad iets groter dan de FETs, maar veel kleiner dan de Tesla trafo.
Let wel, alles gebaseerd op een aanname. Als je dit echt gaat doen moet eerst de Tesla trafo worden gemeten.
Met de spoel ben ik in de gauwigheid uitgegaan van 160 μH, terwijl we 16 μH nodig hebben. Die worden dus veel kleiner: diameter 50 mm met 21 windingen van 2 mm dik draad. Inderdaad iets groter dan de FETs, maar veel kleiner dan de Tesla trafo.
Let wel, alles gebaseerd op een aanname. Als je dit echt gaat doen moet eerst de Tesla trafo worden gemeten.
dat wel natuurlijk
-
- Berichten: 12.262
Re: N-channel mosfet in serie schakeling
Typfoutje, ik bedoelde uiteraard nF - 160 uF/1000 volt niet-electrolytisch is eerder een meubelstuk dan een praktische component.
De resontante frequentie van die teslacoil meten lijkt me niet zo moeilijk - sweep met een functiegenerator en kijken waar de impendantie het hoogste is. Het lijkt me niet dat de frequentie wezenlijk anders is voor een klein voltage uit een functiegenerator dan voor de volle mep uit die mosfets.
Anderzijds vraag ik me wel af waar ze nou aan kapot gaan: te hoge stroom, te hoge drainspanning, of juist een drainspanning die onder nul wordt getrokken bij plots afschakelen van de gate spanning. Voor het laatste geval is het wellicht zinvol om een potige sckotty diode tussen source en drain te zetten zodat de parasitaire diode van de mosfet niet de volle klap krijgt.
De resontante frequentie van die teslacoil meten lijkt me niet zo moeilijk - sweep met een functiegenerator en kijken waar de impendantie het hoogste is. Het lijkt me niet dat de frequentie wezenlijk anders is voor een klein voltage uit een functiegenerator dan voor de volle mep uit die mosfets.
Anderzijds vraag ik me wel af waar ze nou aan kapot gaan: te hoge stroom, te hoge drainspanning, of juist een drainspanning die onder nul wordt getrokken bij plots afschakelen van de gate spanning. Voor het laatste geval is het wellicht zinvol om een potige sckotty diode tussen source en drain te zetten zodat de parasitaire diode van de mosfet niet de volle klap krijgt.
Victory through technology
