Inverter ohne Trafo?

Hallo Leute!

Ich habe mir vor kurzem ein paar kaltlicht kathoden gekauft. Bei der Lieferung waren die inverter, die die 3kV erzeugen schon dabei, aber ich finde sie doch relativ „groß“.
ich habe mir daher überlegt ob man eine solche schaltung auch ohne trafo realisieren kann.
hat jemand eine ahnung ob man mit einer halbleiter schaltung und spule auf eine gepulste 3kV leerlaufspannung mit ca 50-100kHz kommen kann?

als versorgung sollte eine autobaterie genügen…

ich hoffe ihr könnt mir tipps, denkanstöße usw. geben.

danke schon i voraus

greetz Dave

Hallo Dave,

Ich habe mir vor kurzem ein paar kaltlicht kathoden gekauft.
Bei der Lieferung waren die inverter, die die 3kV erzeugen
schon dabei, aber ich finde sie doch relativ „groß“.

Das finde ich jetzt relativ unklar beschrieben.

ich habe mir daher überlegt ob man eine solche schaltung auch
ohne trafo realisieren kann.

Kann man, mit einer Hochspannungskaskade.

hat jemand eine ahnung ob man mit einer halbleiter schaltung
und spule auf eine gepulste 3kV leerlaufspannung mit ca
50-100kHz kommen kann?

ich hoffe ihr könnt mir tipps, denkanstöße usw. geben.

Das Problem liegt bei der Spannung und den Vorschriften.
Normalerweise sind 1mm/100V für Isolationsstrecken vorgeschrieben, somit geht bei 3kV mal nichts unter 30mm Abstand.
Kondensatoren werden bei diesen Spannungen auch gross und mit SMD kommst du auch nirgends hin da hier die Abstände der Bauteilanschlüsse schon so klein sind, dass du bei 3kV Überschläge hast.

MfG Peter(TOO)

Hallo,

man kann den Trafo fast beliebig klein machen, da die mögliche Energie-Übertragung mit der Frequenz steigt, also je höher die Frequenz, desto kleiner der Trafo (für nicht galvanisch getrennte Regler gilt bez. der Spule das Gleiche). Die neueste Generation Schaltregler arbeitet daher mit 8 MHz.

Die Miniaturisierung wird allerdings durch die Hochspannung begrenzt. Die Anschlüsse müssen ja ausreichend Abstand haben, praktisch damit keine Funken fliegen und auch nach den entsprechenden Vorschriften. Ich schätze also, dass man eine 3kV-Versorgung nicht viel kleiner bauen kann. Ausserdem kann man Subminiaturtrafos in SMD-Technik sowieso nicht selbst wickeln, es gibt garkeine Leerspulen dafür.

Gruss Reinhard

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Hallo Reinhard,

man kann den Trafo fast beliebig klein machen, da die mögliche
Energie-Übertragung mit der Frequenz steigt, also je höher die
Frequenz, desto kleiner der Trafo (für nicht galvanisch
getrennte Regler gilt bez. der Spule das Gleiche). Die neueste
Generation Schaltregler arbeitet daher mit 8 MHz.

Bei CCFL-Invertern liegt die Obergrenze bei 50-100 kHz. Die CCFL-Röhren werden direkt mit der hochfrequenten Hochspannung betrieben. Höhere als die o.a. Frequenzen könnten aufgrund der Leitungskapazität keine ausreichend hohe Hochspannung mehr aufbauen. Außerdem hätte man ein zusätzliches EMV-Problem und müßte Inverter, Leitungen und Röhren gut abschirmen.

Die Miniaturisierung wird allerdings durch die Hochspannung
begrenzt. Die Anschlüsse müssen ja ausreichend Abstand haben,
praktisch damit keine Funken fliegen und auch nach den
entsprechenden Vorschriften. Ich schätze also, dass man eine
3kV-Versorgung nicht viel kleiner bauen kann. Ausserdem kann
man Subminiaturtrafos in SMD-Technik sowieso nicht selbst
wickeln, es gibt garkeine Leerspulen dafür.

Die Abstände dürften das geringere Problem sein. Hochspannungstrafos kann man in Kunstharz eingießen. Diodensplitttrafos in CRT-TV-Geräten sind auch nur einige cm groß und liefern bis zu 30 kV. Das größte Problem ist der Wirkungsgrad des Trafos. Der nimmt mit der Größe ab. Wenn also so ein Minitrafo 5-10 Watt übertragen soll und der Wirkungsgrad deutlich unter 90% sinkt, führt das zu einer beträchlichen Eigenerwärmung. Die Kühlung von kleinen Hochspannungstrafos ist wegen der notwendigen Isolation besonders schwierig.

Jörg

Hallo, und danke für eure antworten

also ich habe mir schon gedacht, dass ich keine smd-technik einsetzten kann. meine frage war nur ob ich den trafo durch andere bauelemente ersetzten kann.
es gibt ja gewisse bausteine, wie zum beispiel der LM3488 mit dem man aus 12V bis zu 300V generieren kann.

greetz dave

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hi peter

Das finde ich jetzt relativ unklar beschrieben.

was ist unklar? Die Schaltung ist 70x25mm groß. so wie ich denke dürfte dies normal sein.

Kann man, mit einer Hochspannungskaskade.

kann ich mit einer hochspannugskaskade auch die 50kHz erzeugen?

Das Problem liegt bei der Spannung und den Vorschriften.
Normalerweise sind 1mm/100V für Isolationsstrecken
vorgeschrieben, somit geht bei 3kV mal nichts unter 30mm
Abstand.
Kondensatoren werden bei diesen Spannungen auch gross und mit
SMD kommst du auch nirgends hin da hier die Abstände der
Bauteilanschlüsse schon so klein sind, dass du bei 3kV
Überschläge hast.

Also auf SMD technik werde ich es eher nicht realisieren, und die 3cm am ausgang wären mir auch egal, solange ich mit dem rest der bauteile so platzsparend wie möglich umgehen kann.
ich habe zuerst an eine kleine zündspule und einen Triac gedacht (so wie die schaltung eines Disco-flashers) aber ich laube die arbeitet nicht bei so großen frequenzen.

mfg dave

Hallo Dave,

kann ich mit einer hochspannugskaskade auch die 50kHz
erzeugen?

Nein, eine Hochspannungskaskade erzeugt in erster Linie Gleichspannung.

Das Problem liegt bei der Spannung und den Vorschriften.
Normalerweise sind 1mm/100V für Isolationsstrecken
vorgeschrieben, somit geht bei 3kV mal nichts unter 30mm
Abstand.
Kondensatoren werden bei diesen Spannungen auch gross und mit
SMD kommst du auch nirgends hin da hier die Abstände der
Bauteilanschlüsse schon so klein sind, dass du bei 3kV
Überschläge hast.

Also auf SMD technik werde ich es eher nicht realisieren, und
die 3cm am ausgang wären mir auch egal, solange ich mit dem
rest der bauteile so platzsparend wie möglich umgehen kann.

Das mit den 3cm ist auch Unsinn. Dann müßten die Steckverbinder der Inverter riesig sein, sind sie aber nicht. Ein schönes Beispiel dafür, wie schwachsinnig Vorschriften sein können, wenn man sie immer und überall konsequent anzuwenden versucht, ohne sich selbst Gedanken darüber zu machen, welche Maßnahmen im Einzelfall sinnvoll sind.

ich habe zuerst an eine kleine zündspule und einen Triac
gedacht (so wie die schaltung eines Disco-flashers) aber ich
laube die arbeitet nicht bei so großen frequenzen.

Du meinst die Zündspulen von den Blitzröhren ? Im Gegenteil, die arbeiten sogar mit sehr hohen Frequenzen (einige 100 kHz), ähnlich wie ein Tesla-Trafo, allerdings nur im Impulsbetrieb, wobei der Trafo pro Impuls nur wenige Perioden einer gedämpften Schwingung überträgt. Außerdem habe ich es schon nebenbei erwähnt: Die Zündspule ist keine Alternative zum Trafo, denn sie ist nichts anderes als ein Trafo der aufgrund seiner Bauweise für die Erzeugung eines Hochspannungsimpulses optimiert ist.

Jörg

Hallo Dave,

also ich habe mir schon gedacht, dass ich keine smd-technik
einsetzten kann. meine frage war nur ob ich den trafo durch
andere bauelemente ersetzten kann.

Prinzipiell nein. Statt des magnetischen Trafos gibt es auch Ultraschalltrafos auf piezoelektrischer Basis. Ihr seltener Einsatz deutet aber auf z.Zt. wenig Vorteile hin.

es gibt ja gewisse bausteine, wie zum beispiel der LM3488 mit
dem man aus 12V bis zu 300V generieren kann.

Dieser Baustein ist ein normaler Step-Up-Regler-Steuer-IC und der generiert keine 300V. Mit einer Step-Up-Regler-Schaltung kann man natürlich beliebig hohe Spannungen generieren, man braucht aber auch dafür eine Spule. Bei Übersetzungsverhältnissen über 1:10 wird der Step-Up-Regler zunehmend uneffektiv und man verwendet besser einen Trafo, der ja nur eine zweite Spule auf dem gleichen Kern besitzt und deshalb kaum größer ist.

Jörg