μEDM - Leistungsteil/Pulserzeugung

Systemaufbau μEDM
μEDM:Erster Versuch
Erster Versuch: Erzeugung der Funkenstrecke mit Low-Side-Switch als Step-Down-„Regler”

Der Leistungsteil ist für die für den Erodierprozeß charakteristischen Strompulse zuständig — und zwar sowohl die Erzeugung als auch die Messung. Detaillierte Informationen und Schaltpläne zum Leistung­steil des μEDMs finden sich im ent­sprechenden Kapitel des Entwicklungs­dokuments.

Die Pulserzeugung erfolgt mittels einer MOSFET-Endstufe als Low-Side-Switch. Bei einer ohmschen Last wären die Pulse sehr steilflankige Recht­ecksignale und bedürfen deshalb einer soliden Entstörung. Bei der erwarteten hochgradig nichtlinearen Last einer Funkenstrecke gilt dies um so mehr.

Die Strommessung erfolgt mittels eines Meßshunts und eines Instrumenten­verstärkers im High-Zweig. Da der verwendete Microcontroller bei derartig hohen Pulsraten, wie sie von der Endstufe erzeugt werden können, keine Analogmessung mehr durchführen kann, wird das Meßsignal mit einem Doppel-Operations­verstärker-Spitzen­wert­detektor aufbereitet und mittels zweier Signale (Sense+ und Sense-) dem Steuerteil zugeführt.

Der Leistung­steil ist der Teil, der bei der Entwicklung die meisten Iterations­zyklen benötigte. Zum einen lag dies daran, daß, aufgrund der dürftigen Literaturlage zum Erodierprozeß die Anforderungen an eine Pulserzeugung vollkommen unbekannt waren, zum anderen ist jeder Vorstoß in eine neue Richtung der Elektronik­entwicklung mit einem Lernprozeß verbunden. Und so gleichen die aufeinander­folgenden Revisionen des Leistungsteil einer Strecke nach erfolgreicher Jagd.


Steuergerät Lastwiderstand
Der Lastwiderstand besteht aus mehreren parallelgeschalteten 5W-Widerständen. Dieser Aufbau ist deutlich flacher und induktivitätsärmer als ein entsprechender Hochlastwiderstand.

Der Lastwiderstand dient der Strombegrenzung auf 10A im Kurzschlußfall und dem Spannungsabfall beim Funkenüberschlag, um die thermische Leistung im Dielektrikum zu vermindern.

Er besteht aus mehreren separaten 5-Watt-Lastwiderständen im Keramikgehäuse auf einer Europlatine. Dieser Aufbau ist deutlich induktivitätsärmer und flacher als ein entsprechender Leistungswiderstand mit dem zugehörigen Kühlkörper und die normale konvektive Kühlung ist ausreichend, so daß auf einen Lüfter verzichtet werden kann.

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DL1DOW German Amateur Radio Station