Hardcore SMPS ;) - (SMPS Kathodenheizung)

[sanaia]

Hallo,

bei allen SMPS designs, die ich bisher so gesehen habe, steckt meistens trotzdem immer noch ein richtig dicker trafo drin - nämlich der heiztrafo. Wieso hat den eigentlich noch keiner versucht zu ersetzen ?

Ich habe mich nun mal hingesetzt und einen 'elektronischen trafo' dafür designt, der mit 60kHz betrieben wird. Das gewicht dürfte so bei ~300g liegen (ETD34 Kern: 130g). Die schaltung ist so ausgelegt, daß der anodenstrom von bis zu 12A nicht wie üblich durch den trafo geht, und somit a) unnötig den kern erwärmt und höhere drahtquerschnitte nötig macht und b) eine evtl. störende gleichstromvormagnetisierung des ferrites produziert.

Gibt es eigentlich irgendetwas das dagegen spricht, den heiztrafo durch einen ungeregelten schaltregler zu ersetzten - außer dem preis ?

Sinnvollerweise liefert dieses NT-design auch gleich die +/-15V für die restliche elektronik.

Kosten für den MF-Trafo: ~45€

[afrob]

Wenn ich mich recht erinnere schreibt Sam in der FAQ, dass die Heizwechselspannung den Bogen auf der Kathode leicht hin- und herwander läßt, so dass nicht immer der selbe Punkt beansprucht wird. In wieweit das zutrifft und ob der Bogen auch bei Mittelfrequenz noch wandert müsste man herausfinden.

Die Mittelfrequenz über ein ungeschirmtes Umbilical zu schicken könnte auch ein kleines EMV-technisches Problem wereden .

Welche Topologie verwndest Du? Wie schleust du den Anodenstrom um den Trafo herum?

Grüße,
afrob

[ralf-k]

Hi!

Also anstatt den Heiztrafo zu ersetzen würde ich lieber den Magnettrafo ersetzen. Mein Heiztrafo wiegt nur 1,5Kg oder so und von der größe kommst du da mit einem SMPS auch nicht ran. Der Magnettrafo wiegr aber 8Kg und den würde ich gerne ersetzen und find ich wesentlich sinnvoller.
Und was ist an 120W so "Hardcore"??
Da sind die 5KW fürs Plasma ja wesentlich schwieriger....

Gruß Ralf

[sanaia]

Hallo,

Wenn ich mich recht erinnere schreibt Sam in der FAQ, dass die Heizwechselspannung den Bogen auf der Kathode leicht hin- und herwander läßt, so dass nicht immer der selbe Punkt beansprucht wird. In wieweit das zutrifft und ob der Bogen auch bei Mittelfrequenz noch wandert müsste man herausfinden.

Vermutlich wird das plasma über die ganze kathode gleichmäßig 'verschmiert'. So ein plasma ist übrigens ein reichlich flottes etwas, sonst könnte man mit lichtbogenemittern ja nicht schall im kHz-Bereich emittieren.

Die Mittelfrequenz über ein ungeschirmtes Umbilical zu schicken könnte auch ein kleines EMV-technisches Problem wereden .

hast du denn schon mal abgeschirmte lautsprecherkabel gesehen ?? Ich nicht - da gehen auch ein paar hundert watt mit bis zu 20kHz durch - wenn es sein muß.

Welche Topologie verwndest Du? Wie schleust du den Anodenstrom um den Trafo herum?

an die kathodenheizung werden zwei antiserielle dioden ( F---|>|---o---|<|---F) angeschlossen. Die Anode geht jeweils auf die heizung (F), die kathoden sind miteinander verbunden und von da geht es zum stromregler. Durch diese verschaltung geht der kathodenstrom, von der heizung kommend durch beide dioden, die heizspannung wird aber nicht kurzgeschlossen - so die theorie

@Ralf:
ich brauche die netzteile für ein paar ALC-60, und die haben bekanntlich keinen magneten.

Und was ist an 120W so "Hardcore"??
Da sind die 5KW fürs Plasma ja wesentlich schwieriger....

hardcore bezog sich darauf, eben auch die letzten 50Hz trafos wegen ihres gewichtes zu eliminieren und durch elektronische MF-trafos zu ersetzen.
Abgesehen davon erscheint mir ein reines SMPS überhaupt nicht so ideal, denn bei manchen sieht man die PWM-taktung im strahl - womit andererseits bewiesen wäre, daß man auch eine laserröhre locker analog mit >20 kHz modulieren kann. Jetzt ist mir auch klar, weshalb die goldbox als zweistufenregler aufgebaut ist - die zweite stufe bügelt die unsaubere spannung des schaltreglers glatt

vg,
sanaia.

[afrob]

So in etwa?:

[sanaia]

ja, genau so. Da der MF-Generator ohnehin potentialfrei sein muß, kann über die dioden auch keine MF abfließen und der kathodenstron fließt eh in richtung senke, also zur kathode der röhre. Notfalls kann man den dioden noch zwei widerstände im kohm-bereich parallelschalten, damit der spannungsabfall über den dioden gleich ist. Da die heizleitung quasi symetrisch ist, kompensieren sich die EM-felder weitgehend - was anderes wird ja bei twisted-pair verkabelten netzwerken auch nicht gemacht, und dort liegen die frequenzen noch zwei größenordnungen höher.

Ob sich der aufwand aber wirklich lohnt, da bin ich mir noch nicht so sicher.

[ralf-k]

Hi!

jo, aber für einen ALC60 so einen aufwand???
Naja aber wenn das SMPS richtig funktioniert, sieht man da nichts im Strahl, denn ein gutes NT regelt bis 1% aus und das sieht man im Strahl nicht.
Naja ok, die Dioden Idee ist gut, aber du hast dort wieder 10W Verlust und die wollen gekühlt sein. Dann würd ich das doch besser auf den Kern wickeln.
An deiner Stelle würde ich dann auch kein SMPS sondern ein Resonanz Schaltnetzteil nehmen, allerdings laufen die Jenseits von 20Khz. Normal so ab 100Khz aufwärts. Da hast du so gut wie keine EMV.
Problem ist nur sehr schwierig das Stabiel hin zu bekommen, also das die Ausgangsspannung stabiel ist, denn diese sind nicht so einfach zu regeln.

problem mit dem Kabeln kannst du ja nicht einfach schönregeln, nur weil es bei Netzwerken oder so auch gemacht wird. Fließen da etwa auch 30A?
Der Strom erzeugt sehl lustige Felder......

Gruß Ralf

[sanaia]

jo, aber für einen ALC60 so einen aufwand???

selbstbauen muß ich sowieso, denn ich habe zwei köpfe ohne NT. Ob ich die heizung tatsächlich so mache, weiß ich aber noch nicht.

An deiner Stelle würde ich dann auch kein SMPS sondern ein Resonanz Schaltnetzteil nehmen, allerdings laufen die Jenseits von 20Khz.

sowas habe ich mal mit 70kV output gebaut. Diese dinger sind sowas von weich, daß man eine regelung eigentlich vergessen kann. Der MF-trafo wäre auch kein übliches, geregeltes schaltnetzteil, sondern würde mit einer 60kHz rechteckwelle angesteuert.

[afrob]

Preisfrage: Was macht der >10kV Zündpuls des ALC mit den Dioden?

Nimm einfach einen guten alten Eisentrafo...

[ralf-k]

Hi!

Naja den Dioden dürfte eigentlich nichts passieren, den der Zündimpuls ist so gerichtet, dass die Dioden in Durchlassrichtung stehen. Allerdings würde ich trotzdem ein kleinen Kondensator über diese drüber baun.

Also der Zündimpuls ist eine Gleichspannung. Sollte er zumindestens im Idealfall sein. Nach dem Zündimpuls ist das plasma ja da und es entsteht ein Stromkreis hoher Stromstärke, so das sich der Zündimpuls gar nicht mehr umdrehen kann.

Gruß Ralf

[afrob]

Hmm, habe mir die Zündschaltung nochmal angesehen, eine echte negative Halbwelle hat diese nicht. Aber ob die Streuinduktivität des Zündtrafos nicht doch zu sehr klingelt, wenn die Röhre mal nicht richtig zündet?

Naja den Dioden dürfte eigentlich nichts passieren, den der Zündimpuls ist so gerichtet, dass die Dioden in Durchlassrichtung stehen. Allerdings würde ich trotzdem ein kleinen Kondensator über diese drüber baun.

Der Kondensator ist bei Mittelfrequenz-Heizung problematisch.

[ralf-k]

Hi!

Denke nicht das die Kondensatoren da Probleme machen. Sind ja nur 3V und da sind 100nF oder so einfach nichts..., auch wenn es 60Khz sind.

Gruß Ralf