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Nixie-Versorgungs-Modul AliExpress #1005005526009791

Beworben als 5V-9V bis 170V DC-DC Aufwärts wandler Hochspannungs-Strom versorgungs modul für Nixie Tube Glow Clock Magic Eye QS30 in-14 in-12.

Relativ neues und sehr kompaktes Versorgungs-Modul für Nixies mit Übertrager basierend auf einem Clone des MAX668EUB+ (siehe unten), das der Autor im Januar 2024 bei AliExpress unter der Angebotsnummer 1005005526009791 erworben hatte.

Beworben wurde es neben den kompakten Abmessungen mit einer niedrigen "Input voltage 5V~9V" und einem hohen "Output current Max 25mA".

Eine erste Vorstellung erfolgte am 2024-01-25 im Forumsbeitrag China SUPER Bauteile-Schnäppchen Thread [V4].

Eingangsspannung max. 10 V!

Zwar ist der originale MAX668EUB+ bis 28 V Eingangsspannung spezifiziert, dieser wird hier wohl kaum verbaut sein.

Gerne hätte ich ein Modul, das auch direkt mit 12 oder gar 24 V betrieben werden kann, also tastete ich mich vorsichtig ran.

Dabei wurde der 'SHDN'-Eingang offen gelassen, die Hochspannung also abgeschaltet.

Bei Versorgung aus 9 V betrug der Ruhestrom (beim unmodifiziertem Board) ca. 160 bis 200 µA. Beim Erhöhen auf 12 V stieg der Strom auf ca. 2,5 mA (!) an. – Ich vermutete hier einen Leckstrom durch den Eingangskondensator C1 und entfernte diesen, um das Experiment zu wiederholen.

Bei 9 V betrug der Ruhestrom nun ca. 3 µA (!), stiegt bei 11 V auf ca. 150 µA und bei 12 V auf ca. 1,25 mA.

Damit konnte folgendes gezeigt werden:

• Ein nicht vernachlässigbarer Anteil des Ruhestroms entfällt auf den Leckstrom des Eingangskondensators C1 (22 µF)
  • Dieser ist höchstes ein 10 V-Typ (oder gar nur 6,3?)
• Das Schaltregler-IC "668EUB+" ist zwar pin- und funktionskompatibel zum MAX668, verträgt aber eine Eingangsspannung von nur max. 10 V!

Bezug

• Plattform: AliExpress
• Händler: diverse
• Preis: ab 8,49 € inkl. Versand und Steuern

Bemerkung: Auch auf anderen Plattformen (z.B. eBay) angeboten

Photos des Angebots

FIXME

Technische Daten laut Angebot

• Eingangsspannung: 5 ... 9 V
• Eingangsstrom: Keine Angabe
• Ausgangsspannung: 170 V fix
• Ausgangsstrom:
  • 25 mA max.
  • 16 mA "empfohlene Langzeitarbeitsstrom"

• Abmessungen: "19mm * 16mm * 8mm"

• Beworbener Schaltregler: Keine Angabe
• Beworbende Topologie: "boost" / "inverter"

Photos der gelieferten Ware

Begutachtung

• Verbauter Schaltregler: MAX668EUB+ (Clone pin- und funktionskompatibel, jedoch geringere max. Eingangsspannung) / Package: 10 µMAX
• Übertrager: FIXME
• Eingangskondensator: 22 µF MLCC
• Ausgangskondensator: FIXME MLCC
• Schalttransistor: TPH1R403NL: n-MOS / "Toshiba" / 30 V / 1.7 mΩ / Package: SOP Advance
• Diode: E1G: 400 V / 1 A / "Super Fast Recovery Rectifier" (35 ns) / SOD-123FL
• Stromshunt: 0.01 Ω / Size 0805
• Feedback-Teiler:
  • HV → R3 → FB → R4 → GND
  • R3 = 3,9 MegΩ
  • R4 = 27 kΩ
  • V_ref = 1,25 V
    • ⇒ Ausgangsspannung: 181,8 V (fix) nominell

• Abmessungen: 18,6 x 14 x 7 mm³

• Besonderheiten:
  • Anschlüsse kompatibel zum 2,54 mm-Raster:
    • 400 mils x 600 mils (10,16 mm x 15,24 mm)
  • Stifleisten lassen sich von unten in die Anschlüsse einlöten, es wird jedoch der Bestückdruck mit den Pin-Namen verdeckt
  • 'SHDN'-Eingang ist eigentlich ein /SHDN oder ein ENABLE, der Active High ist und offensichtlich mit einem Pull-Down (die 10k unterhalb des Eingangkondensators) gegen GND ausgestattet ist. Zum Einschalten des Moduls muss der „SHDN“-Pin auf V_in gelegt werden.

Messungen

Messaufbau

• Labornetzteil: Rohde & Schwarz HMP4040
• Multimeter: Fluke 187; Fluke 287; Uni-T UT61B
• Elektronische Last: PeakTech 2280

Schaltbild des Messaufbaus:

Eingangsstrom und Ausgangsspannung vs. Laststrom

Das Modul startet ab ca. 2,8 V bzw. schaltet sich bei ca. 2,7 V ab. Ein sinnvoller Betrieb unterhalb von 4 V ist jedoch nicht möglich, da die Ausgangsspannung nicht mehr geregelt wird und extrem zusammenbricht (z.B. 130 V bei 17 mA Last und V_in = 4 V). Bei 3,5 V brach schon bei 3 mA die Spannung auf unter 100 V zusammen.

Wirkungsgrad und Verlustleistung vs. Laststrom

Schaltfrequenz vs. Laststrom und Eingangsspannung

FIXME: Messung & Diagramm

Zusammenfassung

Pro

• extrem kompakt (261 mm²)
• Eingangsspannung ab 5 V
• Bestückung auf Lochraster und Steckbrett problemlos möglich
• Hoher Ausgangsstrom bis zu 25 mA auch schon bei 5 V Versorgung
  • Versorgung aus low-cost 5 V / 1 A USB-Netzteil (z.B. IKEA SMÅHAGEL) bis ca. 23 mA (peak!) Ausgangsstrom möglich.

Neutral

• Pin-Beschriftung kann verdeckt werden, wenn Stiftleisten bestückt werden
• "SHDN"-Pin falsch beschriftet
• relativ preisgünstig
• bei vermindertem Laststrom bis 15 mA Betrieb bis zu 4 V runter möglich

Contra

• Eingangsspannung max. 10 V
• sinnvoller Betrieb unter 4 V nicht möglich

Empfehlung?

Das Modul eignet sich sehr gut, wenn man eine kompakte Versorgung für seine Nixies braucht, die auch schon mit niedrigen Versorgungsspannungen ab 5 V auskommen soll. Die dauerhafte Strombelastbarkeit von 16 mA reicht locker aus, um sechs Nixies mit 2,5 mA zu befeuern. Es gibt genügend Strom-Reserve bis 25 mA für Zusatz-Funktionen wie "Cathode-Depoisoning", Slotmachine-Effekt oder blinkende Doppelpunkte.

Die Freude wird nur ein wenig getrübt von dem eingeschränkten Versorgungs-Spannungsbereich bis max. 10 V. Für höhere Spannungen benötigt man einen externen Spannungsregler. – Oder implantiert einen originalen MAX668EUB+ (dabei die Ratings des MOSFETs beachten!).

Obwohl das Modul eine Unterspannungs-Abschaltung bei ca. 2,7 V hat, ist ein sinnvoller Betrieb aus (einem) Lithium-Akku nicht möglich, da sich unterhalb einer Eingangsspannung von 4 V kein nennenswerter Strom mehr entnehmen lässt.

Der Eingangsspannungsbereich von 4 bis 10 V ist jedoch optimal für zwei in Reihe geschaltete Li-Akkus, sofern externe Maßnahmen gegen Tiefentladung getroffen werden.

Auf jeden Fall kann das Modul guten Gewissens empfohlen werden und Nixie-Freunde sollten sich davon ein paar ins Handlager legen.