Ein Hallo ins Forum,
für die Versorgung einer 6-stelligen Anzeige mit Z560M-Nixie's habe ich
die nachfolgende Schaltung
(http://www.neontime.co.uk/2d3_schematic.shtml) ins Auge gefasst (siehe
auch Abb.).
Schnell mal aufgebaut und getestet.
Das Gute zuerst, die Schaltung funktionierte auf Anhieb. Das Negative,
sie erreicht den für die 6Stk. Z560M benötigten Anodenstrom nicht. Basis
sind 2,5mA pro Nixie, in Summe also 15mA (Ich bin von max. 20mA, die das
Netzteil liefern sollte, ausgegangen!).
Bis auf TR16 (STD2NC45-1) und R24 (390k) sind die originalen
Bauteilangaben im Testaufbau verwendet. Für TR16 werkelt ein IRF720. R24
wurde durch einen 470k-Dickschichtregler ersetzt, um die Ausgangspannung
genauer einstellen zu können.
Bei Last mit 3Stk. Z560M past von den Parametern noch alles, ab der
vierten Nixie bricht die Ausgangsspannung zusammen, der max. Strom aus
dem Netzteil beträgt ca. 11mA.
Erste Maßnahme war, ich habe den MOSFET (TR16) getauscht. Zwar wieder
nur gegen einen Typgleichen, da ich keinen anderen Typ verfügbar habe.
Ergebnis danach gleich Null, keine Besserung.
Dann die Thematik des IC6 (555). Verwendung findet momentan ein B555D
aus der (ehemaligen) DDR-Produktion.
Mir wurde dazu folgendes noch avisiert: "Obacht beim 555! In dieser
Schaltung wird nur die bipolare Ausführung (555N) zu einem
zufriedenstellendem Ergebnis führen. Die CMOS-Varianten (555CN, 7555)
können am Ausgang nur einen Bruchteil des Stroms liefern, was sich
negativ auf die Flankensteilheit der Steuerspannung am Gate auswirkt und
zu einer unnötigen Erwärmung des Transistors führt."
Meines Wissens nach ist der B555D eine bipolare Ausführung. Eine
Erwärmung des TR16 ist nicht gegeben. Dürfte also bei der Problematik
nicht mitwirken. Zur Sicherheit bekomme ich in den nächsten Tagen einige
NE555N.
Hat jemand hier im Forum noch eine Idee, was die Ursache für den
geringen Ausgangsstrom sein könnte? Einzigster Unterschied zur
originalen Publikation liegt in der Betriebsart, ich betreibe meine
Anzeige nicht im Multiplexbetrieb.
Hilfe zur Problemfindung ist erwünscht!
Und dafür Dank im Voraus.
logiker_61
Ungünstige Wandlertopologie. Für sowas nehme ich einen TL494, verpasse
dem eine FET-Treiberstufe und gebe dem Trafo aus dem 5V-Standby-Netzteil
eines ATX-Netzteils ein zweites Leben. Dieser wird "verkehrt herum"
betrieben, so daß die ursprüngliche Primärwicklung als Sekundärwicklung
bis zu 350V/10W (das wären etwa 50mA bei 170V) dauerhaft liefern kann.
Kann man auch mit ICs bauen, die von Hause aus FETs treiben können, aber
den zusätzlichen Transistor/Widerstand beim TL494 find ich nicht so
schlimm.
Siegmar Heik schrieb:> Das Negative, sie erreicht den für die 6Stk. Z560M benötigten> Anodenstrom nicht.
Ein Stepup mit 15-facher Ausgangsspannung ist schon sehr grenzwertig.
Da spielen Aufbau und Dimensionierung der Bauteile schon eine grosse
Rolle. Dazu kommt noch das Problem, das Du kein echtes Schaltregler-IC
verwendest. Am besten verwendet man für einen solchen Schaltregler
eine Schaltung, bei der sowohl das Platinenlayout getestet wurde, als
auch die Daten der Spukle sehr genau bekannt sind.
Gruss
Harald
Hallo,
ich könnte mich ...
Wer lesen kann, der ist eben wirklich im Vorteil! Da habe ich
Entscheidendes übersehen. Im originalen Beitrag
(http://www.neontime.co.uk/works.shtml) steht doch ganz unten: 180VDC
10mA.
Wie schon geschrieben, ich könnte mich ...
Thread damit geschlossen!
lopgiker_61
Siegmar Heik schrieb:> Wie schon geschrieben, ich könnte mich ...
Zu Unrecht.
Die Fehler hat schon der Designer gemacht.
Das resultiert aus der Unsitte, den 555 für alles und jedes zu nehmen
und geignete Bauteile, wie den genanten TL494, zu ignorieren oder gar
nicht zu kennen.
Das zweite Problem, an dem sich viele die Zähne ausbeissen, ist die
Dimensionierung der induktiven Bauteile.
In deinem Fall würde ich einfach mal probieren, der L1 eine gleiche
Induktivität parallel zu schalten.
P.S.: Der nächste Krampf ist die D2.
Wahrscheinlich ist sie überhaupt nicht erforderlich, aber sie senkt die
dem Wandler zur Verfügung stehende Betriebsspannung.
Damit du da nichts schnitzen musst, hol einfach die Betriebsspannung für
die L1 vor dieser Diode ab. Das allein könnte schon die paar fehlenden
Prozente bringen.
lrep schrieb:> In deinem Fall würde ich einfach mal probieren, der L1 eine gleiche> Induktivität parallel zu schalten.
Hallo Irep,
das mit dem "parallel schalten" einer zweiten gleichen Induktivität
werde ich mal testen. Vielleicht bringt es einen Erfolg?
Ich habe noch eine weitere Nixie-Power-Schaltung mit dem 555 ausgegraben
(siehe Anlage). Grundsätzlich ist ja der Einsatz des 555 für diese
Zwecke nicht "ungewöhnlich", zumal es damals die speziellen IC's dafür
(vermute ich mal) noch nicht gab. Heute selbstverständlich gibt es da
weit andere Möglichkeiten ...
Da Du es angesprochen hast, das Problem mit der Induktivität, dabei tue
ich mich auch immer schwer. Ich (persönlich) würde gern die zweite
Schaltung ebenfalls testen, zumal der Ausgangsstrom ausreichend ist.
Welche Induktivität (Bauform) der nachfolgenden wäre Deiner Meinung
(falls Du eine Empfehlung abgeben würdest) die ideale dafür?
A)
http://www.ebay.de/itm/141588091926?_trksid=p2060353.m1438.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT
B)
http://www.ebay.de/itm/231548971167?_trksid=p2060353.m1438.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT
C)
http://www.ebay.de/itm/360982823075?_trksid=p2060353.m1438.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT
Bauform A oder C sollte doch dafür geeignet sein?
logiker_61
lrep schrieb:> P.S.: Der nächste Krampf ist die D2.> Wahrscheinlich ist sie überhaupt nicht erforderlich, aber sie senkt die> dem Wandler zur Verfügung stehende Betriebsspannung.>> Damit du da nichts schnitzen musst, hol einfach die Betriebsspannung für> die L1 vor dieser Diode ab. Das allein könnte schon die paar fehlenden> Prozente bringen.
Hallo,
die Diode D2 habe ich eh nicht mit verbaut.
logiker_61
Darüber, die Induktivität zu verändern (kleiner zu machen) hab ich auch
schon nachgedacht. Man könnte auch eine mit einer geteilten Wicklung
einsetzen, ähnlich einem Spartrafo. Zweite parallelschalten, wenn Du
eine hast, könnte klappen - probier mal!
magic smoke schrieb:> Darüber, die Induktivität zu verändern (kleiner zu machen) hab ich auch> schon nachgedacht. Man könnte auch eine mit einer geteilten Wicklung> einsetzen, ähnlich einem Spartrafo. Zweite parallelschalten, wenn Du> eine hast, könnte klappen - probier mal!
Hallo,
nein, bringt nicht den gewünschten Effekt.
Strom geht jetzt zwar bis 15mA rauf, aber die Ausgangsspannung sackt
dafür bis 140VDC durch.
logiker_61
Siegmar Heik schrieb:> Grundsätzlich ist ja der Einsatz des 555 für diese> Zwecke nicht "ungewöhnlich", zumal es damals die speziellen IC's dafür> (vermute ich mal) noch nicht gab.
"Damals" hat man einfach Netztrafos mit ca. 200V Ausgangs-
spannung benutzt. Spezielle ICs für Schaltnetzteile gibts
aber auch schon ca. 40 Jahre. Gerade wenn man auch noch den
Strom überwachen will (Vermeidung von "Haifischflossen")
geht das mit Schaltregler-ICs wesentlich einfacher als mit
einer "Trickschaltung" mit dem hierfür nie gedachten 555.
Siegmar Heik schrieb:> Strom geht jetzt zwar bis 15mA rauf, aber die Ausgangsspannung sackt> dafür bis 140VDC durch.
Was macht dabei denn deine Eingangsspannung?
Vermutlich liegt es jetzt aber daran, dass der MOSFET zu hochohmig ist
oder die Schaltfrequenz generell zu niedrig.
Beiden Dingen kann man leicht mit einem Oszilloskop auf die Schliche
kommen, über das du vermutlich aber nicht verfügst.
Der Hochohmigkeit des MOPSFETs begegnet man am einfachsten durch
Parallelschalten eines zweiten gleichen. Anders machen das die
Hersteller auch nicht, wobei sie natürlich einfach den Chip vergrössern.
Mit etwas Glück kannst du dann sogar die zweite Induktivität wieder
entfernen, den dein MOSFET ist wirklich recht hochohmig und
stromschwach.
Nun noch einige Punkte von weiter oben:
> ich betreibe meine
Anzeige nicht im Multiplexbetrieb.
Verwendest du dann wenigstens die 22k Widerstände an jeder Anode?
170V reichen dann übrigens.
>Ich habe noch eine weitere Nixie-Power-Schaltung mit dem 555 ausgegraben>(siehe Anlage)
Papier ist geduldig. Mit ungeeigneten Bauteilen wird das auch nicht
funktionieren.
>Welche Induktivität (Bauform) der nachfolgenden wäre Deiner Meinung>(falls Du eine Empfehlung abgeben würdest) die ideale dafür?
Überhaupt keine, und a) und c) sind ja auch völlig überteuert.
Vermutlich gibt es irgendwo in den Weiten des Internets irgend einen
Bauvorschlag auf den sich nun viele Ahnungslose stürzen und davon
finanziert sich dieser Verkäufer sein Ferienhaus mit Swimmingpool.
Derartige Rollenkerne und Stiftkerne findet man zuhauf in ausgedienten
Schaltnetzteilen aus PCs, Druckern, Videorecordern, Sat-Empfängern,
etc., und es ist nicht verboten sie ggfs. anders zu bewickeln.
Wie gesagt, der 10W-Trafo eines ATX-Standby-Netzteils eignet sich
hervorragend, wenn er rückwärts betrieben wird. Ich hab mit sowas selbst
schon einen ähnlichen Wandler gebaut (330V 5W für ein Blitzlicht).
Schick geregelt durch einen TL494...
Hallo Irep,
... die Eingangsspannung (12V) kommt derzeit noch aus einem
Labornetzgerät (mit Spannungs- und/oder Stromregelung), da zuckt nichts.
... Oszi ist vorhanden. Ich habe mich damit schon mal an den Pin 3 (Out)
"gehangen". Aber auf dem Signal hatte ich ständig Rauschen. Versuche das
Ganze in ein paar Tagen nochmals mit einem digitalen Gerät.
... Anodenwiderstände sind natürlich vorhanden (20k). Das ergibt bei
180VDC an diesem Netzteil einen Strom von 2,56mA.
... die zweite Schaltung habe ich hier gefunden:
http://www.ebay.de/itm/271516758814?_trksid=p2060353.m1438.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT.
Da ich jedoch die 5V-Seite nicht benötige, war die Idee, nur den
"HV-Teil" zu verwenden.
... und die dort eingestzte Induktivität ist in SMD, für mich nicht
verwendbar. Welchen Bautyp schlägst Du vor? Mal von einer
Wiederverwendung recycelter Bauteile abgesehen!
logiker_61
magic smoke schrieb:> Wie gesagt, der 10W-Trafo eines ATX-Standby-Netzteils eignet sich> hervorragend, wenn er rückwärts betrieben wird. Ich hab mit sowas selbst> schon einen ähnlichen Wandler gebaut (330V 5W für ein Blitzlicht).> Schick geregelt durch einen TL494...
Hey, das hört sich verdammt gut an. Hast du zufällig einen Schaltplan?
Theoretisch müsste ja der Trafo aus so ziemlich jedem kleinen
Flyback-Netzteil funktionieren.
Eine weitere Möglichkeit ist ein Royer-Oszillator:
http://tubetime.us/?p=249
Besonders geschickt ist hier die Verwendung einer Festinduktivität, auf
die einfach ein paar Zusatzwindungen aufgebracht werden.
Siegmar Heik schrieb:> Oszi ist vorhanden. Ich habe mich damit schon mal an den Pin 3 (Out)> "gehangen".
Interessant ist nicht so sehr die Ansteuerung, sondern was an L1 bzw.
dem Drain vom MOSFET los ist.
Wenn nach der 180V-Spitze noch viel Zeit ist, bis die nächste Leitphase
beginnt (Spannung am Drain bricht von +12V auf 0 zusammen), dann
solltest du den Zeit bestimmenden Kondensator am 555 verringern um die
Schwingfrequenz zu erhöhen.
Die Verlustfaktoren in deiner Schaltung sind vor allem der ON-Widerstand
des MOSFET und der Gleichstromwiderstand von L1.
Für den Transistor wird im Datenblatt 3 Ohm genannt, für die Drossel
nehme ich einfach mal 1 Ohm an.
Selbst unter optimalen Bedingungen, müssten für 3W am Ausgang auf der
Eingangsseite bei 12V etwa 300mA zur Verfügung stehen, und wie man sich
leicht überlegen kann, ist der Spitzenstrom doppelt so hoch, also 600mA.
Wenn der Transistor aber 50% der Zeit mit Nichtstun vertrödelt (ca 1/15
muß ja wegen der Sperrphase), dann werden aus den 600mA schon 1,2A und
der Spannungsabfall an den 4Ohm wäre 4,8V.
Also würde fast die Hälfte der Betriebsspannung an den schädlichen
Innenwiderständen von Transistor und Drossel verheizt, und steht für die
Magnetisierung nicht mehr zur Verfügung. Das müsste man natürlich mit
noch höherem Spitzenstrom kompensieren...
...oder man geht mit der Frequenz herauf, damit die Totzeiten nicht so
lang werden und öfter 0,5*L*I**2 gepumpt wird.
Effizienter ist es natürlich die ohmschen Widerstände zu verringern,
indem man auf den Gleichstromwiderstand der Drossel achtet und einen
dickeren Transistor verwendet.
Wie Harald Wilhelms schon schrieb, hat man derartige Anzeigen wegen des
hohen Leistungsbedarfs (oft zusätzlich 5V 1A oder mehr für Standard-TTL)
meist mit aus einem geeigneten Netztrafo betrieben.
Wenn eine Spannungswandler verwendet wurde, dann reichten i.d.R 3
bipolare Transistoren und ein halbwegs passender Trafo aus.
Wenn ich das Konzept mit lediglich einer Drossel verfolgen wollte, dann
nähme ich einen Transistor mit niedrigem R_ON für vielleicht 50V und
dahinter einen Spannungsvervielfacher als Gleichrichter.
Mit dem TL494 bastel ich sowas inzwischen ohne Schaltplan **g** deswegen
existiert leider auch keiner.
Allerdings entspricht er weitgehend einem normalen Step-Up-Wandler mit
TL494, der eine FET-Treiberstufe bekommen hat und mit dem dadurch
gesteuerten FET (einfacher IRF3205 oder so) auf eben diesen
Sperrwandler-Trafo arbeitet. Die 12V Eingangsspannung gehen dabei in die
frühere 5V Wicklung, die maximale Einschaltzeit war mit einem Poti am
Duty-Cycle-Pin des TL494 so eingestellt, daß der Primärstrom nicht zu
hoch werden konnte (Trafo in Sättigung). Die Taktfrequenz liegt irgendwo
zwischen 70..100kHz, in dem Bereich arbeiten die Standby-Netzteile auch.
An der früheren 330V-Seite des Trafos kommt nun eine schnelle und
800..1000V spannungsfeste Diode (korrekte Polung des Trafos beachten, es
muß ein Sperrwandler werden!), ein Siebelko mit ausreichender
Spannungsfestigkeit und ein entsprechender Spannungsteiler zurück zum
Eingang des TL494. Die Spannungsregelung MUSS unbedingt funktionieren,
sonst bläst das Ding am Ausgang alles weg was da ist weil die Spannung
gen Himmel hochläuft. Also niemals ohne Regelung irgendwas testen!
Musst Du mal nach TL494 step up suchen, da findest genug Pläne, auch wie
man dem Ding 'ne FET-Treiberstufe verpasst. So groß verschieden zu dem
was Du schon gebaut hast, sieht das gar nicht aus. Der Rest (Frequenz
usw.) steht im Datenblatt des TL494.
@magic smoke:
Danke, das reicht schon fast. Nur wie bestimmst Du die maximale
Einschaltzeit? Meine Überlegung:
L der Treiberwicklung messen mit dem LCR Meter (bei 100kHz)
R der Treiberwicklung messen
Theoretischer Maximalstrom (Sättigung) Imax = U/R
Max. Einschaltzeit wäre dann tmax = (Imax*L)/U
Käme das hin?
180VDC-Power.JPG
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