Kondensatorladeschaltung für Hochspannung (3.000 V) erforderlich

Ich brauche Hilfe beim Entwerfen einer Kondensatorladeschaltung, die Folgendes erreicht: Laden eines 3.000-V / 200-uF-Kondensators aus einer 37-V-Batterie. Die gewünschte Ladezeit beträgt 5 Sekunden. Der Akku hat eine Größe von 329 Wh und eine Entladefähigkeit von >80 °C. Der Kondensator wird beim Laden nicht mit einer Last verbunden. Ich würde auch gerne wissen, was die ca. Gewicht des Transformators sein könnte und auch, wenn ich mehrere Kondensatoren der gleichen Größe parallel laden wollte, würde ich mehrere separate Ladekreise benötigen oder könnte ein Teil des ersten Kreises für die anderen verwendet werden (es gibt nur eine Batterie) . Danke für die Hilfe!

Verwenden Sie einige Mosfets parallel?
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Antworten (3)

Wenn Sie einen 200-uF-Kondensator in 5 Sekunden auf 3000 Volt aufladen, können Sie den benötigten Strom anhand dieser Formel abschätzen: -

Q = C v
Deshalb

D Q D T = C D v D T
Und D Q D T gleich Strom

Wenn wir also die Werte für C, dV und dt einsetzen, erhalten wir einen Ladestrom von 120 mA.

Dies ist, was Ihre Sekundärspannung liefern muss, aber da der Ladevorgang mit zunehmender Spannung tendenziell abnimmt, sollten Sie in Betracht ziehen, den Strom um vielleicht 30 % zu erhöhen und einen Stromkreis zu haben, der eine Leerlaufspannung von vielleicht 4000 Volt erzeugen könnte .

Dies führt mich zu einer Schätzung der Ausgangsleistung von etwa 500 Watt.

Sie müssen also zu einer Website wie Ferroxcube gehen und die Größe des Ferritkerns schätzen, den Sie basierend auf Leistung und Schaltfrequenz benötigen. Die Website kann Sie zu einem geeigneten Ferritkernmaterial und einer geeigneten Größe führen, und dann müssen Sie einen bestimmten Kern finden, der aus diesem Material hergestellt ist und die richtige Gesamtgröße hat, um diese Leistung zu liefern.

Ich würde auch gerne wissen, was die ca. Gewicht des Transformators sein kann

Die Untersuchung der Produkte und Materialien von Ferroxcube wird Ihnen Gewicht geben, aber sich nicht täuschen lassen - es wird Sie Stunden des Kopfkratzens kosten und der Lernprozess kann steil sein.

Wenn ich mehrere Kondensatoren derselben Größe parallel laden wollte, würde ich mehrere separate Ladeschaltungen benötigen

Es hängt von Schritt 1 ab - das Finden eines geeigneten Kerns.

500 W sind viel zu viel Leistung, um sie beiläufig zu handhaben. Es übertrifft sogar die Nennleistung von ATX-Netzteilen. Lieber etwas Kompromisse eingehen und die Ladezeit verlängern. Vielleicht waren die 5 Sekunden eine leere Vermutung und es würde keinen Schaden anrichten, selbst wenn die Kondensatorbank eine ganze Minute zum Aufladen braucht.
@AbdullahBaig sei vorsichtig, was du hier andeuten könntest. Für den gelegentlichen Leser ist dies eine Kritik an meiner Antwort, aber beim tieferen Lesen ist es eindeutig eine Beobachtung, dass die vom OP angegebene Zeit (5 Sekunden) zu schnell ist. Meine Antwort war, das OP (subtiler) darauf hinzuweisen, dass 5 Sekunden belastend waren.

Das ist kein Job für einen Laien. Die damit verbundenen Spannungen und gespeicherten Energien sind sehr gefährlich.

Der Kondensator hält 1/2 CV^2 = 900 Joule Energie und absorbiert somit durchschnittlich 180 W über die Ladezeit von 5 Sekunden. 900 J sind genug Energie, um mich weit über die Hälfte meiner Körpergröße zu heben.

Allerdings verwenden Kondensatorladegeräte im Allgemeinen getaktete Sperrwandler. Kamerablitze mit Xenonlampen verwenden normalerweise einfache Sperroszillatoren.

Es versteht sich von selbst, dass dies eine sehr gefährliche Schaltung ist. Dies ist eine Schaltung für ein Nicht-Amateur-Projekt.

Die Laser-Jet-Drucker haben eine Stromversorgung mit sehr hoher Spannung. Sehen Sie, ob Sie eine finden, die (fast) Ihren Anforderungen entspricht.