Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welcher MOSFET für KSQ 0,1-10mA bei 200V DC


von Jens (Gast)


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Ich konzipiere gerade ein Labor-Netzteil für Nixie-Röhren. Die 
Hochspannung wird von einem Step-Up-Wandler [1] bereitgestellt und liegt 
bei 200V.

Nun soll der fließende Strom von 0-10mA in 0,1mA-Schritten eingestellt 
werden. Dazu möchte ich eine Konstantstromquelle mit 
Operationsverstärker und MOSFET verwenden [2].

Meine Frage ist, welchen linear-fähigen HV-MOSFET ich nehmen kann - der 
BS107 ist mit 200V etwas knapp bemessen. Kennt da jemand einen?

Gruß
Jens

[1] http://tayloredge.com/storefront/SmartNixie/PSU/index.html
[2] 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor

von Tom (Gast)


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von Jens (Gast)


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Danke, ich werde es ausprobieren.

von Andreas R. (andrewr)


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Mal ne blöde Frage, was beabsichtigst du eigentlich? Nixieröhren werden 
über Vorwiderstand an eine Spannung angelegt (Zündspannung) nach dem 
Zünden stellt sich über den Vorwiderstand die Brennspannung und der 
Strom selber ein. (Ähnlich wie bei einer LED)

Gruß...

von Jens (Gast)


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Falsch, der entscheidende Parameter ist der Strom.

von Ulrich H. (lurchi)


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Bei MOSFETs ist die Auswahl nicht so einfach. Ein IRF840 ist übertreiben 
groß - ein IRF810 sollte locker reichen.  Dagegen bekommt man normale 
Transistoren in dem Leistungsbereich relativ gut, etwa BF459, halt Typen 
für die Video Endstufe im Fernseher.

von Andreas R. (andrewr)


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Jens schrieb
> Falsch, der entscheidende Parameter ist der Strom.

Junge, sag nicht Falsch! Ich habe in meinem Leben sicherlich schon 10 
mal mehr Nixieröhren verbaut als du Jahre alt bist (Das passt sogar wenn 
du über 70 Jahre alt bist)
Eigentlich könnte ich dir das jetzt schön erklären, aber daran hast du 
offensichtlich gar kein Interesse. Bastel mal schön deinen Müll 
zusammen...
Anbei mal die Spannungs-Strom-Kennlinie einer beliebigen Nixie-Röhre. 
Ich gehe nicht davon aus das du die lesen, geschweige denn irgendetwas 
damit anfangen kannst.

von Jens (Gast)


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Andreas Reinert schrieb:
> Bastel mal schön deinen Müll zusammen...

Mache ich, danke. Ist natürlich vollkommen sinnlos, bei einer Nixie den 
fließenden Strom zu regeln. "Ähnlich wie bei einer LED"

Autsch...

von Ulrich H. (lurchi)


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Der Betrieb mit Stromquelle sollte möglich sein, ist aber vor allem 
unnötig kompliziert.

Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht.

von mhh (Gast)


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Ulrich H. schrieb:
> Der Betrieb mit Stromquelle sollte möglich sein, ist aber vor allem
> unnötig kompliziert.

Eigentlich nicht.

Jens schrieb:
> Labor-Netzteil für Nixie-Röhren

Das lässt doch mühelos auf Tests mit verschiedenen Röhren schließen. Es 
geht augenscheinlich nicht um das dauerhafte Betreiben der Röhren.

Das Ändern des Arbeitspunktes ist über eine Stromquelle nunmal einfacher 
als den Widerstandsjockey zu spielen.

von Andreas R. (andrewr)


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Da unser lieber Jens ja offensichtlich nicht verraten will was er 
eigentlich beabsichtigt, ist diese ganze Diskusion hier eh für´n 
Hintern.

Nixi nur ein paar Beispiele:
Z560  Ziffernhöhe 10mm Brennspannung 140V Brennstrom 1-2mA
IN16  Ziffernhöhe 13mm Brennspannung 140V Brennstrom ca.2mA
IN14  Ziffernhöhe 18mm Brennspannung 140V Brennstrom 2-3,5mA
Z5660 Ziffernhöhe 30mm Brennspannung 140V Brennstrom 3-6mA
IN18  Ziffernhöhe 40mm Brennspannung 150V Brennstrom 4-6mA

Mit angehängter Schaltung:

S1      -> ca.1,6mA
S2      -> ca.3,5mA
S1 + S2 -> ca.5,1mA

Und damit funktionieren auf jeden Fall alle Nixieröhren...

Siehe auch meine Nixieseite:
http://www.a-reinert.de/NIXIE_Uhren/nixie_uhren.html

von Jens (Gast)


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Herzlichen Glückwunsch. Wer lesen kann, ist klar im Vorteil.

mhh schrieb:
> Jens schrieb:
>> Labor-Netzteil für Nixie-Röhren
>
> Das lässt doch mühelos auf Tests mit verschiedenen Röhren schließen.

Der Schaltplan ist keine Stromregelung und Quark. Funktioniert nur, wenn 
die Zündspannung gleich bleibt. Und das tut sie nicht, wenn die Röhren 
altern.

von Andreas R. (andrewr)


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Jens schrieb
> Der Schaltplan ist keine Stromregelung und Quark

...anbei mal ein Auszug aus dem Datenhandbuch von Telefunken aus dem 
Jahr 1968 in dem wunderschön die Anodenwiederstände 
Betriebsspannungsabhängig angegeben sind. Nun erklär DU den 
Telefunken-Ingenieuren mal, das diese bereits vor 46 Jahren zu dämlich 
waren und das weiß der Henker wie viele millionen Geröte mit Nixieröhren 
alle Falsch gebaut wurden, da ja nur Du die Erleuchtung hast.
Abgesehen davon betreibe ich (wie eigentlich jeder andere auch) hunderte 
Nixieröhren genau so. Viele meiner Röhren haben mittlerweile weit über 
50,000 Betriebsstunden und über 200,000,000 (in Worten 
Zweihundertmillionen) Schaltzyklen hinter sich und verhalten sich immer 
noch wie neue Röhren.

> Der Schaltplan ist keine Stromregelung und Quark. Funktioniert nur, wenn
> die Zündspannung gleich bleibt.
Schon wieder geistiger Dünnschiss. Richtig wäre -> Funktioniert nur wenn 
die Brennspannung gleich bleibt. Und das tut sie. Zumindest in Bereichen 
in denen sich keine nennenswerte Änderung des Stroms ergibt. (Konstannte 
Betriebsspannung vorrausgesetzt) Die Betriebsspannung setzt man 
grundsätzlich deutlich über der Zündspannung an um ein sicheres Zünden 
immer sicherzustellen.

Prinzipiell kannst Du dir schenken auf meinen Post noch mal zu 
reagieren, da ich die E-Mail-Benachrichtigung zu diesem Post jetzt 
abschalte, da ich keinerlei Verlangen spüre weiterhin meine Zeit mit 
Deinem geistigen Dünnschiss zu verplempern.

: Bearbeitet durch User
von Jens (Gast)


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Ich finde es wirklich interessant, wie ausfallend du hier wirst. 
Sachlich zu diskutieren liegt dir wohl fremd.

Du hast Recht, ich habe im obigen Post Zünd- und Brennspannung 
durcheinander gewürfelt.

Ich sage es gerne erneut, ich baue ein Labornetzteil für Nixie-Röhren, 
bei dem ich nicht den "Widerstandsjockey" spielen möchte, wie so 
treffend von mhh weiter oben bemerkt.

Es ist doch vollkommen klar, dass Nixies in der Praxis wie von dir 
beschrieben angesteuert werden, und ich selber mache das natürlich auch 
nicht anders. Aber eine lineare Kontrolle des Stromes hast du in diesem 
Falle eben nicht, und das ist für ein Labornetzteil doch durchaus 
wünschenswert.

von Andreas R. (andrewr)


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Lieber Jens, ich antworte hier nur noch einmal da Du mich persönlich 
angeschrieben hast!

Ich bin ein Kind der Industrie bzw. des Handwerks. Dort wird 
üblicherweise klartext geredet. Wenn ein Mitarbeiter mit einer Idee 
aufwartet die gequirlte Kacke ist, dann wird das Kind beim Namen 
genannt. Dann ist die Idee Mist bzw. Bullshit. Da sagt dir keiner: " Der 
von dir ersonnene Lösungsansatz lässt deutlich Spielraum für 
Verbesserungen. Überdenke doch bitte Deinen Lösungsansatz und 
unterbreite mir in Kürze einen weiteren Vorschlag"
Und nur weil man das Kind beim Namen nennt, ist das noch lange keine 
verbale entgleisung!!!
Mittlerweile sind wir in Deutschland so weit, das in Schulen öffentlich 
darüber nachgedacht wird das Notensystem abzuschaffen um den armen 
Kindern die hohe psychische Belastung, die aus einer 5 oder 6 resultiert 
zu ersparen.
Ich wurde in meiner Schulzeit zu einem "Einzelkämpfer" ausgebildet. 
Jeder Schüler machte seine Aufgaben selbstständig und wenn die Lösung 
Mist war, dann gab es eine schlechte Note. Heute (ich habe es bei meinen 
eigenen Kindern gesehen, die übrigens in etwa in Deinem Alter sein 
dürften) sitzen die Kinder in der Schule in Teams zusammen und beraten 
erst mal mit mindestens 4 Leuten über die Strategie zum Lösungsansatz. 
Dies hat zur Folge und das sehe ich jeden Tag bei der Arbeit, das ich 
jede Menge Jungingenieure rumsitzen habe, die mit Ihrer Arbeit 
hoffnungslos überfordert sind und nur noch halbwegs über die Runden 
kommen, wenn sie erst mal Stunde um Stunde im Team ihre wertvolle 
Arbeitszeit verballern können, um eine Lösung zu finden.
Entscheider  Macher  Echte Problemlöser gibt´s nicht mehr. Und wenn 
man den Jungs dann noch erzählt, das der von ihnen gewählte 
Lösungsansatz nicht zu dem gewünschten Ergebnis führt, dann hat der 
"Alte" natürlich erst mal unrecht oder ist doof. Zumindest ist er ein 
Spielverderber, selbst wenn er praktikablere, einfache Lösungen 
vorschlägt.

Zu deiner ursprünglichen Fragestellung. ich möchte hier mal eine 
Metaffer verwenden:
- Ich möchte meinen Autotank mit einer Einwegspritze befüllen, welche
  nehme ich da am besten?
- Warum möchtest du das mit einer Einwegspritze machen?
- Damit ich den Tank vollkriege!
- Warum nimmst du nicht die Zapfsäule wie jeder andere auch? Ist erprobt
  und macht wirklich sinn!
- Ich möchte aber ganz genau wissen wie viele Milliliter das sind.
...Ausser geistiger Dünnschiss fällt mir dazu nichts ein!
Wenn du mit deiner Lösung irgendwelche präzise Studien planen würdest um 
Kennkurven von Nixieröhren zu erstellen, dann könnte ich das noch 
verstehen. Wenn das ganze aber nur dazu dient eine unbekannte Nixieröhre 
auf Funktion zu testen, bist du mit meiner Lösung mit 2 Wiederständen 
bestens bedient. Damit bekommst du jede Nixie zum Leuchten ohne diese zu 
schädigen und ohne den Widerstandsjockey zu spielen. Und wenn dir 2 
Wiederstände noch zu kompliziert sind, kannst du ja ein 47K Poti in 
Reihe mit einem 10K Wiederstand benutzen. Im Langzeitbetrieb sollte der 
Strom über den Anodenwiederstand natürlich sauber abgestimmt werden.
Mit der Wiederstandsmethode stellt sich an der Nixie SELBSTSTÄNDIG ein 
konstanter Strom ein. Da bedarf es keiner Regelung, das regelt sich 
selber.

Letztendlich hast gerade DU offensichtlich, im Gegensatz zu mir, 
keinerlei Intresse an einer Sachlichen Diskusion. Ausser Sätzen wie:
> Autsch...
> Der Schaltplan ist keine Stromregelung und Quark
ist von Dir nicht viel gekommen. Und das war sogar noch falsch.


Denk mal drüber nach!

: Bearbeitet durch User
von Jens (Gast)


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Dein Beispiel finde ich nicht passend. Es geht ja nicht darum, ein 
Einwegprodukt zu bauen, sondern eine solide Lösung, die ich für die 
nächsten zig Jahre verwenden kann. Und ja, ich möchte präzise Messungen 
durchführen können. Dafür eine Widerstands-Lösung vorzuschlagen ist doch 
wirklich Unsinn.

Andreas Reinert schrieb:
> Nixieröhren werden
> über Vorwiderstand an eine Spannung angelegt (Zündspannung) nach dem
> Zünden stellt sich über den Vorwiderstand die Brennspannung und der
> Strom selber ein. (Ähnlich wie bei einer LED)

Und das ist wirklich falsch. Bei einer LED muss der Strom geregelt 
werden. Erkennbar daran, dass die "forward voltage" bei baugleichen LEDs 
(!) nicht immer gleich sein muss.

Andreas Reinert schrieb:
> Mit der Wiederstandsmethode stellt sich an der Nixie SELBSTSTÄNDIG ein
> konstanter Strom ein. Da bedarf es keiner Regelung, das regelt sich
> selber.

Und wieder falsch. Zu einem Regelkreis gehört immer eine Messung. Wo ist 
die bei deinem Widerstand?

Deine Erfahrungen in allen Ehren, aber du machst es dir nicht gerade 
leichter, je mehr du dich hier mit Kritik aus dem Fenster lehnst. Andere 
haben schon am ersten Posting erkannt, dass es um ein Labornetzteil 
geht. Steht ja schließlich da.

von Ulrich H. (lurchi)


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So Abwegig ist die Stromquelle für solche Lasten wie eine Glimmlampe 
oder Nixi-Röhre oder ähnliches nicht. Für eine normale Anwendung, wenn 
man etwa 3 mal 7 Segmente hat, ist das natürlich reichlich kompliziert, 
aber um 1 oder 2 Elemente zu testen ist das schon OK.

Bei so hohen Spannungen, wenig Leistung und keinen besonderen 
Anforderungen hinsichtlich Geschwindigkeit kann man aber besser ein BJT 
als einen MOSFET nehmen. Damit bekommt man zwar einen kleinen Fehler 
(grob 0.01-0,1%) durch den Basisstrom, aber der sollte meistens zu 
tolerieren sein. Der BF459 wäre da ein guter Kandidat: bis 300 V und 
etwa 10 W (gekühlt), bei der SOA bei 200 V noch etwa 40 mA möglich. Dazu 
ist der Typ auch günstig und leicht zu bekommen.

Bei Mosfets hat man halt die Schwierigkeit einen Typ zu finden, der der 
Spirito Effekt erst bei über 200 V zeigt. Das wären dann eventuell > 600 
V Typen, bevorzugt die älteren. Suchen muss man ggf. selber, weil sonst 
kaum einer so was braucht. So etwas wie ein IXFK 44N80P sollte gehen - 
hat halt genügend Reserven, ist aber doch vergleichsweise teuer.

von Jens (Gast)


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Ich habe ein paar IRG840 rumliegen, da werde ich mal ausprobieren, ob es 
funktioniert. Den BF459 probiere ich auch mal. Der hat auch noch den 
Vorteil, dass er - sollte ich das ganze mal digitalisieren wollen - auch 
bei 5V-Betriebsspannung sauber aufsteuert.

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