Hallo,
ich habe ein kleines Problem. Ich baue mir gerade ein Netzteil für
"Nixie-Röhren", das sind Kaltkathodenröhren, die bis zu 10mA ziehen bei
ca. 180V Brennspannung.
Sie benötigen einen Anodenwiderstand, typischerweise im
20-30kOhm-Bereich. Daher wollte ich einfach ein handelsübliches
100kOhm-Poti verwenden. Es hat jedoch den Anschein, dass das nicht
funktioniert, die Schmiere in dem Poti fängt ein bisschen an zu riechen
und bei längerem Betrieb an zu qualmen.
Daher meine Frage, gibt es Hochspanungspotis? Oder was kann ich
stattdessen machen? Elektronisches Poti, aber wie?
Jens
Hallo Jens,
seh ich das richtig, das du 10mA durch 20k-30k fliessen lässt?
Wenn ja musst du halt Potis verwenden die eine entsprechende Leistung
abkönnen (2-3W!), aber ob es da noch Sinn macht Potis einzusetzen sei
mal dahingestellt.
Die hohe Spannung dürfte hier eher weniger dein Problem.
Gruß
Rainer
Das Poti muss die Spannung UND die Verlustleistung abkönnen.
Bei 1 Watt Poti 100 kOhm, eingestellt auf 30 kOhm landest Du bei 0,3
Watt, was das Poti in Wärme umwandeln kann.
Klar muss das Poti die Spannung abkönnen, aber in dem Bereich (100-200V)
seh ich jetzt bei normalen Potis noch nicht so das Problem.
Bei meinen Annahmen bin ich halt von einem Strom von 10mA ausgegangen
und damit ergibt sich halt bei 30k eine Verlustleistung von 3W. Und
diese 3W dürften das beschrieben Qualmen verursachen :). Denn die
meinsten Potis die man so in der Bastelkiste hat dürften eher für
0,1-0,5W ausgelegt sein.
Gruß
Rainer
Hmm so ganz wird das meinen Zweck nicht erfüllen denke ich. Ich habe
meinen konzeptionellen Schaltplan mal angehängt.
Die Idee ist, sog. Nixie-Röhren anzusteuern. Dabei brauchen die Dinger
einen Vorwiderstand damit sie nicht durchbrennen, so weit klar denke
ich. Ich möchte gleichzeitig die aktuell anliegende Spannung anzeigen
(mit dem R2,R3-Spannungsteiler und ADC), und nachher noch den fließenden
Strom low-side (quasi "unter" JP2) messen. Zudem soll noch der gerade
eingestellte Widerstand angezeigt werden. Und das ist das Problem, ich
dachte ich nehme einfaach ein Stereo-Poti, den einen Kanal für die
eigentliche Steuerung (R1 im Schaltplan) und den zweiten als Kanal, der
0..5V dem ADC einspeist, sodass ich bequem den Widerstandswert kenne.
Daher sollte es schon ein einstellbarer Widerstand sein, da es oft
praktisch ist anzugeben "Betreibe diese Nixie-Röhre mit 200V bei 22kOhm
Anodenwiderstand" anstelle "Diese Röhre benötigt 2.7mA".
Also was tun?
Beste Grüße
Jens
Mein Vorschlag wäre, das du eine einstellbare "Konstantstromquelle"
unterhalb von JP2 einsetzt, so ähnlich wie mhh es schon angemerkt hat.
Den darin enthaltenen Shunt kannst du ja zum Strommessen verwenden. Über
einen weiteren hochohmigen Spannungsteiler wird dann die Spannung über
der Stromquelle gemessen. Den eingestellten Widerstand verrät dir dann
das ohmsche Gesetz :)
Hmm sicher so ginge das, das Problem ist nur:
1. Ich weiß nicht wie man eine Konstantstromquelle baut, die zur Not
300V verträgt (soll ja kurzschlussfest sein). Gut, dazu muss ich mir den
Link gut durchlesen was ich gleich tun werde.
2. Der Widerstandswert soll auch angezeigt werden, wenn kein Strom
fließt. Und peng, dann gehts nicht mehr über den Herrn Ohm.. Daher würde
ich einen Stereo-Poti nehmen, und imm Falle der Konstantstromquelle dann
den einen Kanal für deren Einstellung benutzen und den anderen um
separat den Widerstand zu bestimmen, klingt das gut?
Jens
Hallo Jens,
Nixies können nicht über den Strom gedimmt werden. Das organge Licht ist
das Kathodenglimmlicht - und die abgedeckte Fläche in einer
Niederdruckentladung ist proportinal zum Strom, d.h. wenn Du den Strom
verringerst, dann bekommst Du "dunkle Flecken" auf den Leuchtziffern in
der Röhre. Es gibt einige Nixies die für Multiplexer-Betrieb ausgelegt
sind, diese kann man dann über PWM dimmen. Std.-Nixies würden durch das
häufige Zünden der Entladung sehr schnell altern. Welchen Typ willst Du
einsetzen?
Der Anodenwiderstand der Nixie ist nur dazu da, um den Strom auf für die
Nixie unschädliche Werte zu begrenzen. Du musst mindestens den
Spannungshub zwischen Zündspannung (typ. 130-180V - ggf. mehr wenn Dein
Netzteil mehr Spannung liefert) und Brennspannung (typ. 70-100V)
"vernichten" - und dies bei dem Nennstrom. Sonst gibts nur Frust.
Gruß,
Lars
Ja danke Lars, das weiß ich auch. Ich war vllt etwas unklar. Es soll ein
universelles Netzteil werden, mit dem ich beliebige Nixies testen kann.
Das 100k-Poti soll dieser Anodenwiderstand sein.
Die Helligkeit will ich damit nicht ändern.
Ich möchte nur erreichen:
1) dass ich die Spannung einstellen kann (schon erledigt, ist hier nicht
das Thema)
2) dass ich dann an einem Knöpfchen drehen kann, und dann auf einem
Display steht z.B. "045 kOhm", und ich dann erst die Nixie-Röhre
anklemme.
Die Konstantstromquelle ist so eine Sache, weil man da den Strom
einstellt, ich will aber den Widerstand einstellen und vorher schon
auslesen. Daher denke ich, dass das nur eine bedingt sinnvolle Lösung
für mich ist.
Eine Alternative wäre ein 6W-Stereo-100kOhm-Poti, nur so etwas scheint
es nicht zu geben. Stereo deshalb, weil ich den Wert des Widerstandes zu
jedem Zeitpunkt angezeigt haben möchte.
Wie genau muss es denn sein?
Reicht es, wenn Du im Binärsystem einen 0k5, 1k, 2k, 4k, 8k, 16k, 32k
Widerstand nimmst, die in Reihe schaltest und dann je nach Bedarf
einzelne davon brückst, entweder per Relais oder Stufenschalter oder
einzelne Kippschalter (Kopfrechnen gefragt)?
fchk
Hallo Jens,
ok, jetzt hab ichs verstanden ;-).
Du kannst auch einen Drehencoder nehmen, einen Microcontroller und ein
paar Widerstände die Du mit Reed-Relais wahlweise kurzschließt - und
fertig ist das digital gesteuerte linear abgestimmt Poti. Die Auflösung
bestimmt Anzahl der Reedrelais...
Gruß,
Lars
Hmmm ja klar das geht natürlich, ist aber nicht so "schön" ;-)
Also sowas hab ich mir überlegt wie angehängt. Aber ist sehr
aufwändig... Wie sähe das mit den Reed-Relais aus?
Der Widerstand soll doch nur den Strom einstellen.
Ein Poti ist daher ungünstig, da Du dann ne reziproke Kennlinie hast.
Nimm besser eine einstellbare Stromquelle.
Den "Ersatzwiderstand" kannst Du ja dann von nem MC leicht ausrechnen
lassen:
R = U / I
Peter
Ja sicher ginge das. Das Problem ist aber, dass der uC den Widerstand
nur dann ausrechnen kann, wenn der Strom fließt i.e. wenn der Strom
gemessen werden kann. Aber der Widerstandswert soll ja die ganze Zeit
angezeigt werden, auch im unbelasteten Zustand, und das ginge mit deinem
Vorschlag nicht, wenn ich das recht verstehe, oder?
Peter Dannegger schrieb:> Ein Poti ist daher ungünstig, da Du dann ne reziproke Kennlinie hast.
Was meinst du damit, ich verstehe es leider nicht?
Danke,
Jens
Hallo Jens,
ich verwende Reed-Relais mit 5V - bei dem typ. Spulenwiderstand von 500R
fließt ein Strom vom 10mA. (gibts bei Reichelt, Pollin, Conrad, ...
eigentlich überall). Ein typ. Microcontroller hat 20mA pro Ausgang, d.h.
die Transistormatrix kann entfallen. (Freilaufdiode nicht vergessen).
Der Vorteil an Reed-Relais ist, dass Du automatisch eine galvamische
Trennung zwischen Steuerkreis und Schalter geschenkt bekommst - und
alles weitere sind nur noch ein paar Widerstände in Reihe (1k, 2k, 4k,
8k, 16k, 32k, 64k, ...), die dann jeweils mit dem Schalter eines
Reed-Ralis überbrückt sind. Wenn Du mit 1k startest und das zugehörige
Reedrelais zwischen Bit0 des Ausgangsports und +5V schaltest, dann
brauchst Du gar nicht mehr umskalieren (der binäre Wert entspricht dem
Widerstandswert in kR).
Gruß,
Lars
Jens schrieb:> Ja sicher ginge das. Das Problem ist aber, dass der uC den Widerstand> nur dann ausrechnen kann, wenn der Strom fließt i.e. wenn der Strom> gemessen werden kann.
Nö, Du gibst ja der Stromquelle den Wert vor mit der Steuerspannung und
die liegt immer an.
> Peter Dannegger schrieb:>> Ein Poti ist daher ungünstig, da Du dann ne reziproke Kennlinie hast.>> Was meinst du damit, ich verstehe es leider nicht?
Der Betriebsparameter für die Röhre ist der Strom und nicht der
Vorwiderstand!
I = f(1/R)
Großer Widerstand -> geringe Stromänderung,
kleiner Widerstand -> große Stromänderung.
Dein Poti hat also einen großen Bereich, wo sich wenig ändert und nen
kleinen Bereich, wo sich viel ändert (bis zum Durchbrennen bei 0 Ohm).
Peter
Peter Dannegger schrieb:> Jens schrieb:>> Ja sicher ginge das. Das Problem ist aber, dass der uC den Widerstand>> nur dann ausrechnen kann, wenn der Strom fließt i.e. wenn der Strom>> gemessen werden kann.>> Nö, Du gibst ja der Stromquelle den Wert vor mit der Steuerspannung und> die liegt immer an.
Touché, das hab ich natürlich übersehen in meiner "Logik". So ganz
verstanden habe ich das Konzept der Konstantstromquelle aber noch nicht.
Nehmen wir an, ich baue aus dem Artikel Konstantstromquelle selbige mit
den bipolaren Transistoren. Dafür würde ich den MPSA42 als Transistor
verwenden, auch wenn bei dem nach 300V Schluss ist. Aber wie
dimensioniere ich meine Widerstände? Ich will den Strom ja variabel
lassen, also muss da ja irgendwo ein Poti rein. Aber wo? R1 sicherlich.
Den R2 hab ich gerade so auf ca. 250kOhm geschätzt kann das sein?
(MPSA42: hFE >= 20, I_max = 30mA (gaaaanz viel Sicherheit ich weiß),
U_e_max = 300V)
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/2/28/Ksq.pngPeter Dannegger schrieb:> I = f(1/R)
Jetzt verstehe ich was du meinst. Aber durchbrennen wird die Röhre
nicht, da die 300V mit maximal 10mA "anmarschieren" können (ich hol sie
mir aus einem SMPS).
Gruß
Jens
Hallo Peter,
vielen lieben Dank für deine Mühe. Ein paar kleine Fragen noch:
1) Wie heißt diese Schaltung? Ich würde sie gerne verstehen.
2) Wo "stecken" da die 10mA und die 300V drin? Die 300V wohl eher nicht
explizit, aber wie kann die Schaltung auf andere Ströme justiert werden?
3) Über den 1K würde ich dann den eigentlich fließenden Strom messen,
ja? Also indem ich die Spannung über 1K gegen GND messe und dann I =
U/R, korrekt?
Und die letzte Frage: Der OVP arbeitet mit 15V, der Poti mit 10V, warum?
Nochmals vielen Dank,
Jens
Jens schrieb:> Und die letzte Frage: Der OVP arbeitet mit 15V, der Poti mit 10V, warum?
Du kannst den Widerstand auch auf 100R setzen, dann muß das Poti 1V
liefern für 10mA.
Der OPV braucht soviel Spannung, daß er den FET noch aufsteuern kann
beim höchsten Strom. Sollte aber nicht >20V sein, da die meisten FETs
nur 20V UGS vertragen.
Der OPV regelt den Transistor nach, bis die Spannung am Meßwiderstand
gleich der Potispannung ist.
Peter
Danke für deine Antwort. Problem ist nur, dass ich mit OPVs (und jetzt
schreibe ich sie mal richtig) noch nie wirklich was gemacht habe. Ich
versuche mal zu klären was die Schaltung macht in meinen Worten:
Ein nichtinvertierender Verstärker wegen der Kopplung vom Ausgang zum
invertierenden Eingang. Mit dem 10K-Poti stelle ich eine Spannung von
0..10V ein. Über den 1K-Widerstand fällt bei angeschlossenem Verbraucher
eine Spannung ab, diese "misst" der invertierende Eingang des OPV.
Der OPV regelt so lange nach (d.h. ändert deine Ausgangsspannung im
Bereich 0..15V), bis die Spannung über den 1K-Widerstand gleich der
Poti-Referenzspannung ist.
Gut, wenn das so stimmt, habe ich ein bisschen das Konzept verstanden.
D.h. wenn meine Spannungsquelle, die die 300V zur Verfügung stellt,
theoretisch 20mA liefernm könnte, dann würde diese Schaltung bei
Volldurchschalten des FETs auch 20mA durchlassen, sehe ich das richtig?
Was passiert eigentlich, wenn ich diese Stromquelle kurzschließe? D.h.
wenn am Transistor auf einmal 300V anliegen?
Jens
Jens schrieb:> D.h. wenn meine Spannungsquelle, die die 300V zur Verfügung stellt,> theoretisch 20mA liefernm könnte, dann würde diese Schaltung bei> Volldurchschalten des FETs auch 20mA durchlassen, sehe ich das richtig?
Das Vollduchschalten ist durch die VCC begrenzt.
Bei 15V VCC, 2V Abfall am OPV, 3V Abfall am Gate liegen max 10V am
Widerstand und damit fließen max 10mA durch die 1k.
Anders gesagt, meine Dimensionierung ist zu knapp, nimm besser 18V VCC
oder mach den Widerstand kleiner.
> Was passiert eigentlich, wenn ich diese Stromquelle kurzschließe? D.h.> wenn am Transistor auf einmal 300V anliegen?
Dann muß der Transistor 3W abführen.
Der obige kann aber nur 2,5W.
Nimm also nen stärkeren, z.B. FQU3N60 (max 50W).
Peter
