Verständnis Analogschaltung (Komperatoren/OP): Oszillator?

[Dominik (koelner)]

Hallo,

ich habe versucht eine Ansteuerplatine für einen HV-Trafo zu verstehen. 
Ich habe sie aufwendig anhand der Platine in Kicad nachgezeichnet. Ja, 
ist sicher ziemlich mies geworden (mein 1.Versuch mit Kicad). 
Analogtechnik ist leider auch so gar nicht meins. Ich habe bis zuletzt 
gehofft, dass ich nur ein Schaltsignal (+12V oder GND) anlegen muss und 
ein Oszillator schwingt, welcher den FET zum HV-Trafo ansteuert. Ich 
wollte gerne das komplette Board weiternutzen, da auf diesem Board auch 
eine Entladeschaltung für den HV-Kondensator enthält über ein größeres 
KACO-Relais und entsprechend dimensionierte Widerstände (den Part habe 
ich nicht im Plan mitgezeichnet).

Vieles verstehe ich leider gar nicht. z.B. warum die Basis des PNP Q1 
direkt fest an +12V liegt. Oder gibt es einen BC557A im TO-92-Gehäuse, 
welcher die Basis nicht in der Mitte hat? Welchen Sinn hat dann Q1? 
Irgendeine Schutzfunktion nur im Aus/Einschaltmoment?
Ich verstehe nicht, warum man die Schaltung überhaupt nur so 
aufwendig/kompliziert entwickelt hat. Dann sind z.B. beim 
Quad-Komperatorbaustein LM339 zwei Ausgänge direkt gebrückt (Pin13+14). 
Ist das nicht schon tödlich für den IC?

In Rot ist der (vermutete) Ausgang zum Mainboard und in Grün der Eingang 
dargestellt. Auf der Hauptplatine, welche ich nicht mehr nutzen möchte, 
gehen daran lauter Logikbausteine.

Frage: Könnt ihr vielleicht in der Schaltung einen Oszillator sehen, der 
mit dem grünen Eingang zum Schwingen gebracht wird? Gäbe ich +12V auf 
den Eingang, so liegt am nicht-invertierenden Eingang vom Komperator U2C 
+2V an auf Grund des Vor-Spannungsteilers. Der Ausgang geht über den 
33R-Vorwiderstand direkt auf das Gate des N-Kanal FET. Da das Gate eh 
schon auf +12V liegt (über 4.7K), muss der Ausgang vermutlich gegen GND 
kippen, um Bewegung rein zu bekommen. Genau der Ausgang ist allerdings 
auch mit dem Ausgang von U2D gebrückt, welcher aber eine andere 
Eingangsbeschaltung hat, was mich halt sehr stutzig macht (s.o.).

Danke schon mal für jeden hilfreichen Hinweis im Voraus,
Dominik

[Michi S. (mista_s)]

Dominik schrieb:
> warum die Basis des PNP Q1 direkt fest an +12V liegt.

Wird wohl eine Basisschaltung sein?


Dominik schrieb:
> beim Quad-Komperatorbaustein LM339 zwei Ausgänge
> direkt gebrückt (Pin13+14).
> Ist das nicht schon tödlich für den IC?

Das sind Open-Drain Ausgänge (d.h. sie werden entweder auf Masse gezogen 
oder 'hängen in der Luft'), da ist das kein Problem; ergibt direkt eine 
logische UND-Verknüpfung der Ausgänge.


Dominik schrieb:
> muss der Ausgang vermutlich gegen GND
> kippen, um Bewegung rein zu bekommen.

So ist es; was anderes kann der Ausgang eh nicht.

> Genau der Ausgang ist allerdings
> auch mit dem Ausgang von U2D gebrückt

Dann muß eben nur einer der beiden auf GND schalten.


Dominik schrieb:
> Auf der Hauptplatine, welche ich nicht mehr nutzen möchte,
> gehen daran lauter Logikbausteine.

Auch die kann man sehr einfach zu einem Oszillator verschalten.

[Dominik (koelner)]

Danke für die Hinweise. Das bringt mich etwas weiter:
Komperatoren kannte ich bisher nur mit Push-Pull (TTL/CMOS). 
Basisschaltung habe ich in der Ausbildung mal gehört, bin ich in der 
Praxis aber bis dato tatsächlich noch nie begegnet. Ich habe damals auch 
gelernt, dass die Basis sehr empfindlich ist und grundsätzlich immer 
einen Vorwiderstand zum Schutz benötigt. Leider war meine Ausbildung im 
Elektronikteil sehr theoretisch. Für die IHK-Prüfung musste man 
eigentlich nur ein paar Kennlinien von Halbleitern kennen und 3 
OPAMP-Grundschaltungen.

Dann wird hier wohl tatsächlich das defekte Mainboard den Takt erzeugt 
haben. Also brauche ich als Ersatz noch einen eigenen Oszillator. 
Schade.

Vielen Dank,
Dominik

[Klaus H. (hildek)]

Dominik schrieb:
> Ich habe damals auch
> gelernt, dass die Basis sehr empfindlich ist und grundsätzlich immer
> einen Vorwiderstand zum Schutz benötigt.

Naja, für die Emitterschaltung schon. Generell aber ist es so, dass der 
Stromfluss der B-E-Diode begrenzt werden muss. Ob der Widerstand vor der 
Basis oder am Emitter angebracht ist, ist dabei egal; es hängt von der 
Schaltungsvariante ab. Siehe Kollektorschaltung, oder wie in deinem Bild 
die Basisschaltung mit Widerstand in der Emitterleitung.

[Georg M. (g_m)]

. . . .

[Dominik (koelner)]

Bei den zahlreichen Erklärungen, die man online so findet, habe ich für 
die Basisschaltung, insbesondere beim PNP, keine Beispiele/Erläuterungen 
gefunden. Als Beispiel wird i.d.R. nur der NPN in Basisschaltung 
gebracht und dann auch i.d.R. mit 2 Vorwiderständen. Aber klar, ob die 
Emitter-Basis-Diode vor oder hinter strombegrenzt wird, ist technisch 
natürlich egal. Trotzdem habe ich kein annährendes Beispiel gefunden, 
dass irgendwie "meiner" Schaltung ähnelt. Bei der Anwendung der 
Basisschaltung wird zudem immer nur der HF-Bereich genannt (i.d.R. noch 
mit Koppelkondensatoren), was hier weniger zutrifft. Klar, hier ist ein 
Kondensator gegen GND am Kollektor des PNP. Aber da der Kollektor auch 
noch zu 2 KompArator-Eingängen geht (sorry wegen dem 
Rechtschreibfehlern!), wird der PNP sicher noch eine andere Funktion 
haben als nur HF-Spikes o.ä. zu filtern.

Die Schaltung verstehe ich nach wie vor nicht. Aber ich bin jetzt mal 
einen sehr großen Schritt weiter. Der Oszillator ist defintiv in dieser 
Schaltung "versteckt". Über den grünen Eingang (Pin11) kommt vom 
Mainboard nämlich defintiv kein Taktsignal. Er ist mit einem 
CD4724-Schieberegisterausgang verbunden und dieser schaltet auf +4,8V 
Dauer. Wenn die anliegen, schwingt der Trafoausgang auch. Auch wenn ich 
statt Mainboard direkt die Betriebsspannung +12V anklemme schwingt der 
Trafo jetzt ebenso!
Das Mysterium an der Sache war: Wenn der Trafo einfach nicht angeklemmt 
ist (Am Ausgang: +12V und über D-S des FET nach GND), dann findet auch 
keine Oszillation am Gate statt (sondern Dauerspannung +12V liegt an). 
Meine Messungen hatte ich bis dato noch ohne angeschlossenen Trafo 
gemacht!
Aber nur bei angeschlossenen Trafo schwingt dieser hörbar mit 2,2kHz 
(300us +12V und 150us 0V/Flyback). Es ist dabei allerdings keinerei 
Rückkopplung von der Sekundärseite zu der Schaltung geführt: Ob ich ihn 
nun mit dem original-Mainboard oder ohne (=einfach nur Pin13+Pin11 auf 
+12V legen bei angeschlossenen Trafo) betreibe, macht absolut keinen 
Unterschied.
Das finde ich seltsam. Normalerweise kenne ich solche HV-Schaltungen nur 
mit Trafos mit zusätzlicher, kleiner Hilfswicklung auf der Primärseite 
in Gegenwicklungsrichtung, um die Phasenverschiebung reinzubekommen. 
Dieser Trafo ist aber nur 2pol. angeklemmt. Ich vermute, dass das 
irgendwie mit der hochohmigen (3,3M) Rückführung am Gate zum OPAMP 
zusammenhängt, welcher vermutlich eine Phasenverschiebung erzeugt. Aber 
warum spielt es dann eine Rolle, ob die Trafo-Primärwicklung angeklemmt 
ist oder nicht? Die liegt ja direkt an der +12V Betriebsspannung und GND 
über Drain-Source. Seltsam.