Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Nixie-Netzteil: Spannung bricht ein


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von Marc B. (drakenfly)


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Hallo liebe Bastler!

Ich habe eine Frage zu meinem Nixie-Netzteil, und starte zugleich mit 
einer Bitte: Ich habe die Beiträge, die es hier zu diesem Thema bereits 
gibt, schon durchforstet. Allerdings habe ich nur ein gewisses 
Grundlagen-Wissen und bin mit der tiefen Materie nicht wirklich 
vertraut. Da mir die bestehenden Beiträge mit meiner Schaltung und deren 
Problem nicht wirklich weiterhelfen, eröffne ich einen neuen Beitrag, 
der sich genau auf meine Schaltung bezieht.

====== ZUM TEST-AUFBAU ======

In den Anhängen befindet sich ein Bild mit meinem Schaltplan, der im 
Grunde aus folgender Schaltung aufgebaut wurde: 
http://www.nixieuhren.de/downloads/108b-6.pdf

In meinem Test-Aufbau betreibe ich über ein Labornetzteil mit ca. 13,5V 
und einer Begrenzung von 0,75A mein Breadboard, auf dem sich (das habe 
ich auch nachgemessen und es funktioniert einwandfrei, keine Sorge) ein 
7805er und 7809er zur Spannungsversorgung befinden.

Zusätzlich habe ich im Testaufbau einen Arduino inkl. Schieberegister, 
der von 0-9 durchzählen sollte. Auch hier kommen schöne 0V und 5V 
Flanken raus, mein eigentliches Problem ändert sich auch nicht, wenn ich 
statt dem S/R mit den Anoden-Transistoren und dem KM155ID1 direkt auf 
GND bzw. +5V gehe.

===== ZUM PROBLEM ======

Um nun zu meinem Problem zu kommen: Nach dem Vorwiderstand der 
Nixie-Anode messe ich, solange die Röhre nicht angeschlossen ist +170V 
(auf +170V ist die Schaltung mit dem Potentiometer eingestellt worden, 
anstatt +180V, wie im Schaltplan vermerkt). Schließe ich nun eine 
Kathode an den aktiven Output des ICS (0, da ABCD alle LOW), und eine 
Anode nach dem Vorwiderstand an, messe ich am erwähnten Messpunkt nur 
mehr 130V.

Die verwendeten Röhren sind von Valvo, ZM1032. Die Röhrendaten finden 
sich hier: 
http://www.tube-tester.com/sites/nixie/data/zm1032/zm1032-val.htm


Bemerkbar mach sich der Spannungsabfall natürlich bei der Röhre, wo bei 
(fast) jeder Ziffer nur die halbe Kathode aufleuchtet. Ein kleines Video 
zur Demonstration meines Problemes kann man hier begutachten: 
https://www.youtube.com/watch?v=3ZStUMuvXNM


Kann sich hier irgendwer einen Reim darauf machen, weshalb das passiert?



Liebe Grüße UND VIELEN DANK bereits im Voraus,
Marc

von Andrew T. (marsufant)


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Marc B. schrieb:
> Kann sich hier irgendwer einen Reim darauf machen, weshalb das passiert?

z.B. weil die Speicherdrossel im Boost Konverter nicht geeignet ist..

Das kann am ungeeigentem Kernmaterial, Daten, etc. liegen.

von Marc B. (drakenfly)


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Ok, also verwendet habe ich diese hier:

https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=3;ARTICLE=105604;SEARCH=spule%201,0A

Liebe Grüße,
Marc

von Harald W. (wilhelms)


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Marc B. schrieb:

> Nach dem Vorwiderstand der Nixie-Anode messe ich, solange die Röhre
> nicht angeschlossen ist +170V.
> Schließe ich nun eine Kathode und eine Anode an,
> messe ich am erwähnten Messpunkt nur mehr 130V.

Ein Stepup mit dem Faktor 20 ist technisch grenzwertig. Da müssen
Bauteilauswahl und Aufbau hundertprozentig stimmen. Ein Steckbrett-
aufbau kommt ds m.E. überhauptnicht in Frage.

von Berecke (Gast)


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Halbiere mal R10. Wie verändert sich die Spannung? Kathodenstrom soll 
bei 4 mA laut Datenblatt liegen.

von Marc B. (drakenfly)


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Harald W. schrieb:

> Ein Stepup mit dem Faktor 20 ist technisch grenzwertig. Da müssen
> Bauteilauswahl und Aufbau hundertprozentig stimmen. Ein Steckbrett-
> aufbau kommt ds m.E. überhauptnicht in Frage.

Ok, das kann ich zwar nachvollziehen, aber wie soll ich meine Schaltung 
sonst auf Funktionalität überprüfen, damit mir nach langwirrigem 
Fertigen einer eigenen PCB genau das nicht passiert?

von Marc B. (drakenfly)


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Berecke schrieb:
> Halbiere mal R10. Wie verändert sich die Spannung? Kathodenstrom soll
> bei 4 mA laut Datenblatt liegen.

Ach herrje, da hat sich der Fehlerteufel eingeschlichen. Der Widerstand 
R10 beträgt nur 10kOhm, nicht 100kOhm! Das sollte auch der richtige Wert 
sein bei 170->140V und 4mA (9,75kOhm).

von Harald W. (wilhelms)


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Marc B. schrieb:

> Ok, das kann ich zwar nachvollziehen, aber wie soll ich meine Schaltung
> sonst auf Funktionalität überprüfen,

Vielleicht solltest Du eine technsch nicht so ansruchsvolle Schaltung
mit Trafo verwenden. Und statt eines 555 ein Schaltnetzteil-IC für
das es Aufbauvorschläge im Datenblatt gibt.

von smufte (Gast)


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mir scheint die Spule nicht das Richtige zu sein! 100µH laut Schaltplan 
1000µH eingesetzt?

von Marc B. (drakenfly)


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smufte schrieb:
> mir scheint die Spule nicht das Richtige zu sein! 100µH laut Schaltplan
> 1000µH eingesetzt?

Wow. Das erklärt einiges... Danke für den Hinweis, werde am Heimweg 
gleich bei Conrad vorbeidüsen und schauen, ob sich das richtige Bauteil 
auftreiben lässt. Ich werde natürlich sofort Bescheid geben, ob das mein 
Problem beheben konnte. DANKE!

Liebe Grüße,
Marc

von smufte (Gast)


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Hab mine mit Nixie Uhr mit dieser Schaltung aufgebaut. Läuft seit 2015 
ohne Probleme.

http://www.jb-electronics.de/html/elektronik/nixies/n_netzteil2.htm

von Paul B. (paul_baumann)


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Nebenbei gesehen: Liegt die Basis von Q3 wirklich so auf +5 Volt?
So ein Transistor ist auch nur ein Mensch...
:)

Ich würde auch die Röhren nicht multiplexen; das ist deren Lebensdauer 
nicht zuträglich.

MfG Paul

: Bearbeitet durch User
von Marc B. (drakenfly)


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Paul B. schrieb:
> Nebenbei gesehen: Liegt die Basis von Q3 wirklich so auf +5 Volt?
> So ein Transistor ist auch nur ein Mensch...
> :)
>
> Ich würde auch die Röhren nicht multiplexen; das ist deren Lebensdauer
> nicht zuträglich.
>
> MfG Paul


Nein, das habe ich nur zur Veranschaulichung vorhin schnell in den Plan 
gezeichnet, statt +5V wird der dann über das Schieberegister auf GND/5V 
geschalten.

Multiplexen habe ich auch nicht vor, ich möchte, wenn es fertig ist, 4 
Röhren zur Anzeige von HH:mm nutzen - jede bekommt ihren eigenen 
KM144ID1, allerdings haben meine Röhren zwei Anoden und gemeinsame 
Kathoden für
* 0,1
* 2,3
* 4,5
* 6,7
* 8,9

Somit muss ich beim Hochzählen auch immer die Anoden wechseln. Ich 
schätze mal, dass das kein Problem für die Röhren sein sollte. Sonst 
hätten sie ja nicht zwei Anoden :P Jedenfalls hoffe ich das!

von Der Andere (Gast)


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Marc B. schrieb:
> Nein, das habe ich nur zur Veranschaulichung vorhin schnell in den Plan
> gezeichnet, statt +5V wird der dann über das Schieberegister auf GND/5V
> geschalten.

Trotzdem braucht der Transistor einen Basisvorwiderstand, sonst wird der 
Ausgang des ICs (Schieberegister?) über die Basis-Emitter Diode von Q3 
kurzgeschlossen.
Das ist weder dem IC noch dem Transistor zuträglich.

von Marc B. (drakenfly)


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Also, ich habe die Spule gestern endlich erhalten und bin heute endlich 
zum Tauschen gekommen. Es hat alle Probleme gelöst, die Schaltung 
funktioniert nun einwandfrei. Danke nochmal an smufte für die Lösung 
meines Problems!

Harald W. schrieb:
> Marc B. schrieb:
>
>> Ok, das kann ich zwar nachvollziehen, aber wie soll ich meine Schaltung
>> sonst auf Funktionalität überprüfen,
>
> Vielleicht solltest Du eine technsch nicht so ansruchsvolle Schaltung
> mit Trafo verwenden. Und statt eines 555 ein Schaltnetzteil-IC für
> das es Aufbauvorschläge im Datenblatt gibt.

Ich weiß (bzw. hoffe), dass das nett gemeint war, allerdings hatte ich 
bereits alles an Bauteilen bestellt und am Werktisch liegen - jetzt eine 
andere Schaltung in Betracht zu ziehen, stellt sich außer Frage. Das 
habe ich auch in meinem ersten Post erwähnt.


Der Andere schrieb:
> Marc B. schrieb:
>> Nein, das habe ich nur zur Veranschaulichung vorhin schnell in den Plan
>> gezeichnet, statt +5V wird der dann über das Schieberegister auf GND/5V
>> geschalten.
>
> Trotzdem braucht der Transistor einen Basisvorwiderstand, sonst wird der
> Ausgang des ICs (Schieberegister?) über die Basis-Emitter Diode von Q3
> kurzgeschlossen.
> Das ist weder dem IC noch dem Transistor zuträglich.

Ja, das stimmt allerdings. Habe heute an dem Schaltplan für die gesamte 
Uhr weiter gearbeitet und das bereits berücksichtigt. Danke trotzdem für 
den Hinweis!

von Harald W. (wilhelms)


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Marc B. schrieb:

>> Vielleicht solltest Du eine technsch nicht so ansruchsvolle Schaltung
>> mit Trafo verwenden. Und statt eines 555 ein Schaltnetzteil-IC für
>> das es Aufbauvorschläge im Datenblatt gibt.
>
> Ich weiß (bzw. hoffe), dass das nett gemeint war, allerdings hatte ich
> bereits alles an Bauteilen bestellt und am Werktisch liegen - jetzt eine
> andere Schaltung in Betracht zu ziehen, stellt sich außer Frage. Das
> habe ich auch in meinem ersten Post erwähnt.

Da Du anscheinend nicht in der Lage bist, eine sinnvolle Fehler-
analyse zu machen, sind Schaltungen, die sich an der Grenze des
technisch möglichen bewegen, nicht unbedingt sinnvoll. Sog. Simple
Switcher von Texas Instruments sind da deutlich gutmütiger. Wenn
Du deren Datenblatt ansiehst, hast Du dort eine gute Beschreibung,
was man alles beachten muss, um einen guten Schaltregler zu bauen.
Das gilt nicht nur für deren ICs, sondern für alle Schaltregler.
Das grösste Problem gerade für Anfänger ist meist die Auswahl der
richtigen Drossel.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

probiere mal nur 8...25 Windungen auf dem Kern aus und nimm den Draht 
doppelt. Besser wären verlötete Verbindungen zwischen Elko, FET, Spule 
und Diode. Oder nimm 1,5 mm Installationsdraht. Man kann die Spule auch 
als Spartrafo ausführen. Aber die neue Spule macht ja alles perfekt.

Mit freundlichem Gruß

von (prx) A. K. (prx)


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Harald W. schrieb:
> Das grösste Problem gerade für Anfänger ist meist die Auswahl der
> richtigen Drossel.

Und zwar besonders beim 34063A. Je nach Induktivität erlebt man bei dem 
völlig unterschiedliche Verhaltensweisen bei sonst gleichen Umständen. 
Und zu den Besonderheiten als Step Up oberhalb von circa Faktor 6,5 
hatte ich nirgends etwas gefunden, die Docs sind da keine grosse Hilfe. 
Das muss man sich statt dessen aus dem Arbeitsprinzip herleiten.

von Harald W. (wilhelms)


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A. K. schrieb:

>> Das grösste Problem gerade für Anfänger ist meist die Auswahl der
>> richtigen Drossel.
>
> Und zwar besonders beim 34063A.

Mit dem 555 dürfte das noch mehr Probleme machen, da dieses IC
ja gar nicht als Schaltregler konzipiert ist.

> Und zu den Besonderheiten als Step Up oberhalb von circa Faktor 6,5
> hatte ich nirgends etwas gefunden,

Nun, zumindest sollte die Spule eine hohe Güte haben, damit
überhaupt eine derart grosse Spannung rauskommt. Irgendeine
Funkentstördrossel wäre da wohl kontraproduktiv.

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