ich bin beim Basteln mit VFD-Modulen (für bisher ungenutzte Displays aus der Bastelkiste) schliesslich beim Trafo-Selberwickeln gelandet.
Ich verwende einen T38-RM5 Kern (mit Mittelloch) und einer Lage Kaptonband als Luftspalt.
Die Wicklung der Anodenspannung ist mit Kaptonband isoliert und im Kern ist noch knapp 1,5mm Platz.
Als Draht 0,10mm Lackdraht (2x 15W Prim. parallel/ 2x 5W Sek. = Heizung / 1x180W Sek. = Anode/Grid / 20W Sek. = Feedback? )
Die genauen Daten zu Anoden-/Gitterspannung und Heizspannung lagen vor.
Das VFD-Modul hat einen PT6314 Controller (44780-LCD kompatibel). Die Spannungen am Modul waren in meinem Fall leider nicht ganz passend.
Die Heizspannung war zu hoch und die Anodenspannung um ca. 20V zu niedrig, daher Selberwickeln.
Vorher hab ich die Wicklungen des Originaltrafos dokumentiert und anhand dieser Werte meinen Testtrafo (geschätzt) gewickelt.
Nach anfänglichen Problemen (PPTC-Sicherung 300mA fliegt >durch 500mA Feinsicherung getauscht)> erstes Aufflackern, aber Trafo wurde warm > danach eine Lage Kaptonband als Luftspalt - läuft es jetzt. Trafo bleibt kühl, aber das Gehäuse der Feinsicherung wird noch leicht warm( noch anfassbar).
Die Anodenspannung passt bereits, nur die Heizung muss noch 20% hoch.
Handelt es sich bei meinem VFD-Modul-Wandler (und bei den anderen Modulen generell) um einen Gegentaktwandler? Die beiden Transistoren (2SC3303/S9013) sind nicht identisch, das macht mich skeptisch.
Wie schlecht ist die Kernauswahl? Ich hab zum hochpermeablem T38 wenig gefunden, außer dass es meist für Übertrager verwendet wird. Hier geht es ja eher um sehr kleine Leistungen und ca. max. 500kHz. Könnte ich mit größerem Luftspalt einen effizienteren Trafo aufbauen? Wie stelle ich fest, ob der Trafo ordentlich arbeitet (oder ob er im lückenden Betrieb arbeitet)?
Im Betrieb hab ich mit dem Multimeter (Uni-T61E True RMS) Probleme, den Heizstrom (AC) korrekt zu messen. Sogar beim Modul im Originalzustand erscheinen die Werte nicht ganz plausibel. Kann das sein, dass das Multimeter mit dem Trafo interferiert (Innenwiderstand?)?
Zum Schluss noch das (leider sehr unübersichtliche) Schaltbild.
Ich habe, aus Sorge, dass T1(S9013) evtl. >50V abbekommt, diesen Transistor durch einen FMMT491A(60V 1A NPN) ersetzt. War das notwendig?
Gerade gesehen, dass der Transistor doch nur 40V abkann.:)
Auch trotz des unausgefeilten Schaltbilds müsste man doch erkennen
können, was das für eine Wandlerart ist, oder?
Nun, im Schaltbild sind acht Dioden verbaut. Bei der Darstellung möchte man gar nicht tiefer einsteigen. Es scheint ein selbstschwingender Leistungsoszillator mit zwei Transistoren zu sein. Die Schwingungsform wird von der Belastung und dem Maß an Rückkopplung abhängen. Ein Sinus kommt normalerweise nur aus einem geregelten Oszillator heraus oder wenn ein expliziter Schwingkreis vorhanden ist.
Kann das sein, dass das
Multimeter mit dem Trafo interferiert (Innenwiderstand?)?
Interferiert?
Hm, lass mich überlegen.
Nein es *Interferriert' nicht, was immer das auch bedeuten soll.
Ein Multimeter ist schlichtweg vollkommen ungeeignet um sowas zu messen.
Also der 'Schaltplan' ist Müll.
Wenn er denn überhaupt stimmt, ist der zum Verstehen nutzlos.
Neu machen, und das deutlich besser!
Spricht nichts gegen eine saubere Handzeichnung.
Oszi kaufen.
Strom durch den Trafo messen.
Bilder hier reinstellen.
Dann sehen wir mal weiter.
Leute ich versteh es nicht. Ihr schreibt schon 90% der Schaltplaene von anderen ab, wie kann es dann sein das es euch nicht auffaellt das da ueblicherweise eine gewisse Struktur drin ist? Das ist nicht nur wichtig um sich mit anderen Leuten unterhalten zu koennen, es ist auch fuer die eigenen Gedanken wichtig.
Ich wuerde meine eigenen Schaltplaene nicht mehr verstehen wenn ich die so aufmalen wuerde.
Als Anhang mal ein Beispiel von einem Versuch den ich mal so vor 15Jahren aufgemalt habe. Ich will jetzt nicht sagen das dies die beste Schaltung der Welt ist, ich glaube es ging mir vor allem darum mal was mit einem Ferrit-Posten von Pollin zu machen, aber jeder versteht sofort genug von der Schaltung um mich sofort runter zu machen, also die Schaltung auf deutsche Art zu diskutieren:-D
Uebringens falls einer meine Schaltung nachbauen sollte,
ich entwickel immer so, das ich das was ich an Bauteilen
da habe verwenden kann. Vom BSP299 hab ich mal vor 20Jahren eine
Rolle auf dem Flohmarkt abgegriffen und die 1SS272 lagen
mal in Tokyo am Strassenrand. Da koennt ihr also auch irgendwas
anderes nehmen das gerade rumliegt und von den Daten halbwegs
geeignet erscheint. Also Transistor ueber 50V (bauchgefuehl)
und Dioden irgendwas schnelles. Keine 1N4007!
Könnte ich mit
größerem Luftspalt einen effizienteren Trafo aufbauen?
Also bei einer symetrischen Gegentaktschaltung brauchst du
keinen Luftspalt. Einen Luftspalt braucht man immer dann,
wenn Energie zwischengespeichert werden soll, oder wenn
der Wechselstrom mit einen Gleichstrom überlagert ist,
oder wenn es ein Schwingkreis werden soll.
Wenn bei einer symetrischen Gegentaktschaltung der
Kern in die Sättigung kommt, also der Blindstrom zu groß
ist, mußt du eine größere Bauform des Kerns benutzen oder
die Frequenz erhöhen.
Wie stelle ich
fest, ob der Trafo ordentlich arbeitet (oder ob er im lückenden Betrieb
arbeitet)?
Ich habe dazu immer ein Oszilloskop angeschlossen, um mir die Zacken
anzuschauen, wie z.B. hier geschehen:
Beitrag "MC34063 Schaltungsvorstellung 5V Stepup-Konstantstromquelle 1A
für 2x10W Power-LED"
Beitrag "MC34063 Stepup Pfeift laut, erzeugt Schwingungspakete"
Alexander H. schrieb:
Auch trotz des unausgefeilten Schaltbilds müsste man doch erkennen
können, was das für eine Wandlerart ist, oder?
Nun, im Schaltbild sind acht Dioden verbaut. Bei der Darstellung möchte
man gar nicht tiefer einsteigen. Es scheint ein selbstschwingender
Leistungsoszillator mit zwei Transistoren zu sein. Die Schwingungsform
wird von der Belastung und dem Maß an Rückkopplung abhängen. Ein Sinus
kommt normalerweise nur aus einem geregelten Oszillator heraus oder wenn
ein expliziter Schwingkreis vorhanden ist.
mfg
Danke:) Das klingt logisch. Vielleicht finde ich dazu noch irgendwo ein ähnliches Schaltbild mit der genauen Bezeichnung der Wandlerart.
Was ich da gebastelt habe, ist natürlich für den Einstieg in Schaltnetzteile völlig ungeeignet und es ist reiner Zufall, dass das klappte.
Bei dem Luftspalt mit Kaptonband (0,06 x2= 0,12mm da umlaufend?) bewegt man sich in dem Rahmen, den Epcos für andere Kerne auch anbietet, deswegen hatte ich das spontan getestet. Sozusagen vielleicht eine primitive Version von „distributed air gap“.
Was mich wunderte ist, dass der luftspaltlose Kern scheinbar sofort in Sättigung ging und auch kurz danach mit Luftspalt nicht sofort funktionierte. War der Kern da evtl. noch mit DC magnetisiert?
Hab leider kein Oszi da, nur ein billiges Mini Oszi(DSO 150).
Mit interferieren als Synonym meinte ich sich gegenseitig beeinflussen.
Wenn der Trafo es schafft, seine 2V AC am Heizdraht zu bringen, kann man daraus ungefähr den Strom berechnen, oder könnte die Spannung auch bei niedrigerem Strom gehalten werden? Ich würde sagen nein:)
Ein Gegentaktwandler hat den Charme, daß man ihn nicht regeln muß. Die Übersetzung entspricht wie bei einem AC-Trafo dem Windungszahlverhältnis.
Bei zu hoher Frequenz kann es aber zu Resonanzüberhöhung kommen.
Gegentaktwandler benoetigen keinen Luftspalt, denn die Energie geht ja gleich raus. Der Ferrit soll daher gar nie in die Saettigung kommen. Falls der Ferrit nun trotzdem heiss wird, wird die Frequenz zu hoch sein. Der Ferrit schafft die Frequenz nicht. Anderes Kernmaterial verwenden.
Falls die Wicklung heiss wird, ist der Strom zu hoch. Wenn der Kern in Saettigung geht, wird die Induktivitaet kleiner, der Strom steigt.
Ist die Frequenz ist zu tief, ist der Stromanstieg zu schnell.
Falls die tiefe Frequenz sein soll, kann man die Induktivitaet mit mehr Windungen erhoehen,
Man beachte das eine Mal wird der Ferrit heiss, das andere Mal die Wicklung. Sinnvollerweise wird der Primaerstrom mit einem Shunt gemessen. Resp meine Controller ueberwachen den Strom. Wenn der Strom zu hoch wird, regelt der Controller zurueck. Den Shunt sollte man mit dem Oszilloskop anschauen. Dort sieht mal alles was noetig ist.
Zur Topologie. Solch gezeigte Selbstschwing Geschichten sollte man fuer's Erste sein lassen.
Ich empfehle einen modernen Controller, zB den LT1683, der ist geeignet fuer Low noise. Und sinnvollerweise nimmt man pro Spannung einen Trafo, einen Controller.
„Falls der Ferrit nun trotzdem heiss wird, wird die Frequenz zu hoch sein. Der Ferrit schafft die Frequenz nicht. Anderes Kernmaterial verwenden. Falls die Wicklung heiss wird, ist der Strom zu hoch.“
Der Kern wurde ohne Luftspalt nicht heiß, nur minimal warm (ca. 30-35 Grad). Die Ausgangsspannung (für Anoden/Gitter) brachen aber von 50V auf 15V ein und auch die Heizspannung brach von 2V auf 0,3V AC ein.
Daher ging ich von Sättigung aus.
Mit dem Kaptonband Luftspalt funktioniert es, so wie geplant.
Ein Flybackwandler braucht so weit ich weiß zwingend einen Luftspalt.
Das T38-Kernmaterial müsste doch bis knapp 1MHz verwendbar sein, oder?
Ich könnte noch versuchen, mal das VFD Modul mit Originaltrafo und selbstgewickeltem T38-Trafo mit dem Mini-Oszi zu messen(nur als Vergleich), so wie vorgeschlagen.
Wie muss ich den Shunt dimensionieren und wo genau wird er am Trafo angeschlossen?
Mit dem Kaptonband Luftspalt funktioniert es, so wie geplant.
Ein Flybackwandler braucht so weit ich weiß zwingend einen Luftspalt.
Das T38-Kernmaterial müsste doch bis knapp 1MHz verwendbar sein, oder?
Ja was soll es denn nun werden? Soll es kein Gegentaktwandler werden?
Ein Flybackwandler braucht ein Luftspalt, er muß ja Energie speichern.
Beim Einschalten speichert er Energie und beim Abschalten des
Stroms gibt er Energie auf der Sekundärseite ab. Man muß beachten,
daß sekundärseitig die Diode genau dann in Durchlasrichtung ist
wenn der Strom abgeschaltet wird. So ein Wandler verhält sich
aber sekundärseitig fast wie eine Konstantstromquelle,
ohne Last wird die Spannung sehr hoch, benötigt also eine
Spannungsbegrenzung.
So Leute, das Displaymodul mit selbstgewickeltem Trafo funktioniert.
Die Dimmung, die ich ebenfalls gerade getestet hab, ist noch simpler, als gedacht. Einfach am Ausgang nach der Diode aufgetrennt, 47K Poti dazwischen und es lässt sich sehr schön dimmen. In meinem Fall von 25,5V-56V Anoden-/Gitterspannung.
Genialerweise sinkt die Gesamtleistungsaufnahme beim Dimmen über die Anodenspannung (gemessen an der 5V Versorgung) von 400mA auf knapp unter 200mA.
Die Anoden-Wicklung hat wohl den größten Anteil am Stromverbrauch. Die Heizspannung bleibt währenddessen schön konstant.
Interessant war, dass als ich testweise die warm werdende 500mA/flink Sicherung (die nun anstelle der 300mA polyfuse sitzt) gebrückt hatte, ging die Heizspannung noch um 0,6V hoch und die Anodenspannung ebenfalls um 2V.
So passt der Trafo perfekt.
Beim Einschalten erreicht die Anodenspannung 60V (maximaler zugelassener Wert vom PT6314), sobald aber Daten kommen und die Segmente geschaltet werden, sinkt die Anodenspannung auf 55V.
Die Feinsicherungen haben scheinbar einen gewissen Widerstand, der diesen Spannungsabfall verursacht.
Kann ich da zu polyfuses greifen, zB. 500mA, ohne den Effekt des störenden Spannungsabfalls?
Weitere Tests mit Luftspalthöhe und Stromaufnahme ergaben, dass es mit einer Lage Kapton am besten funktioniert. Den Kern hatte ich für den Testaufbau mit Messingschraube+Mutter verschraubt(wohl nicht optimal für den Luftspalt), so konnte ich währenddessen die Konfigurationen und Abstände testen. Zwischendurch ist er noch (beim zu festen Anziehen/ Mitte des Kern lag wohl durchs Kaptonband minimal hohl) gebrochen, aber die geklebte Kernhälfte funktioniert tadellos.
Den ganzen Quatsch mit HV-Linearregler an der Anodenspannung braucht’s da also nicht.
Vielleicht könnte ich jetzt noch die Wicklungen optimieren(Durchmesser hoch bei Primärwicklung?), Platz hab ich ja noch auf dem Spulenträger und dann schauen was der Stromverbrauch macht.
Kann evtl. jemand noch was zu meinem Transistortausch sagen, den ich eingangs erwähnte? War der notwendig?
Grob überschlagen komme ich mit dem Trafo auf knapp 60% Effizienz bei voller Helligkeit, das wäre gar nicht so schlecht, wenn man sich den Stromverbrauch der VFD Module allgemein anschaut.
Inwieweit könnte man die Effizienz des Wandlers (scheinbar Flyback) noch erhöhen? Eine Möglichkeit wäre, so wie ich es verstanden habe, den NPN-Transistor T2 (2SC3303) durch einen Mosfet zu ersetzen.
Welcher Mosfet wäre für den Flybackwandler geeignet?
