Anodenspannungserzeugung bei Batteriegeräten

[ghe]

Im Thread #79 habe ich den einfachen DC-Wandler DCW1117 vorgestellt. Nun habe ich mit der Schaltung weiter experimentiert und bin zu einer etwas besseren Schaltung DCW318 gekommen. Die Lastabhängigkeit der Frequenz ist wesentlich geringer und der Wirkungsgrad "WG" über einen weiten Bereich sehr gut. Mit nur 7 Bauteilen entsteht eine Aufwärtswandlerschaltung die keine Wünsche offen lässt. Kompakter Aufbau, guter Wirkungsgrad, lastabhängige Ein-Ausschaltautomatik. Einfache Entstörmassnahmen durch sinusähnliche Ausgangsspannung der Sekundärwicklung.

  DCW318.F.JPG (Größe: 23,3 KB / Downloads: 567)
Der Wandlerprint hat eine Abmessung LBH: 45 x 27 x 18mm und passt daher samt Batterien oder Akkus leicht in eine 67,5V Anodenbatterie
Beschreibung auf meiner Homepage   http://www.radio-ghe.com/neuetechnik/dcw318.html


  DCW318.4c.plan.gif (Größe: 4,14 KB / Downloads: 523)   
  DCW318.F.JPG (Größe: 23,3 KB / Downloads: 567)


  DCW318.werte.F.gif (Größe: 21,28 KB / Downloads: 527)

[Atze1967]

Gut,

Wie komme ich an den Trafo?

[Reflex-Kalle]

Selber wickeln, siehe

http://www.radio-ghe.com/neuetechnik/dcw1117b.html

Schönen (Bastel-)Sonntag

(Reflex-)Kalle

[Atze1967]

ne zuviel Arbeit und zur Zeit ist Garten Arbeit Wichtiger,
oder kann man den Trafo mit Kochen / Backen / Einmachen? glaube nicht!

Dürfte widerlich Schmecken und ungesund sein!
habe ja welche 3 Verschiedene....mehr als 70-90V brauche ich nicht!

[RE 084]

Hallo zusammen,

ich habe den Wandler vom Volker in Gebrauch und speise den mit einem 6V Bleiakku.
Als Trafo verwende ich einen Printtrafo mit 2x6 Volt 1,5A Wicklungen. Der Trafo hat
2 "Ausgangswicklungen" zu je 110 Volt die sich parallel schalten lassen. Verbaut sind
2 Germaniumtransistoren, kein AD161, das weiss ich jetzt nicht genau aber der
Wandler läuft sehr gut und die Transistoren brauchen nur einen kleinen Kühlkörper.
In einer zweiten Version sind die Wicklungen in Serie geschaltet und ein Längsregler
mit IRF840 läßt die Einstellung einer gewünschten Spannung zu.
Kein Problem mit irgend welchen Störungen durch den Wandler.

Gruß,
RE 084

[ghe]

Nun habe ich einen DC-Wandler für eine Anodenbatterie mit mehreren Ausgangsspannungen gebaut. Leider funktioniert dieser Wandler nicht. Bei einer Eingangsspannung von 3,7V liegen bei allen Ausgängen die Spannung bei ca. 6V. Die automatische Zu- und Abschaltung per Last funktioniert einwandfrei. Ich bin ratlos. Es ist der 2. Wandler dieser Art, der 1. den ich gebaut habe funktioniert.
Kann es vielleicht ein Windungsschluss in der Primär- oder Sekundärwicklung sein? Wie kann man das auf einfache Art überprüfen? Ich bin für jeden Tipp dankbar.

  DCW318.u1.JPG (Größe: 25,16 KB / Downloads: 390)
  DCW318uni2.plan.gif (Größe: 6,18 KB / Downloads: 394) Aufbau und Schaltplan des DC-Wandlers

  osci.basis.JPG (Größe: 35,55 KB / Downloads: 392)
  osci.basis.u1.JPG (Größe: 32,62 KB / Downloads: 394) 1. Bild normale Funktion. 2. Bild Fehler.

[radio-volker]

Servus,
Wenn ich mir einen Rat erlauben darf: Verwendet einfache Gegentakt Zerhackerschaltungen, die mit ungefährer Netzfrequenz arbeiten, dadurch kann man preiswerte und handelsübliche 2x6V Printtrafos verwenden, auch die Entstörung ist wesentlich einfacher und zudem so gut wie Oberwellen frei. Und deren Wirkungsgrad ist auch höher.
Von der Leistung her kann man damit auch ein Autoradio mit EL84 Endstufe betreiben, mit kleineren Transistoren auch Batterieröhrengeräte. Es müssen nicht unbedingt PNP Germanium Transistoren sein, polt man die Sache um, gehen auch NPN Transistoren. Mein Zerhacker geht für 6V als auch für 12V (man muss nur die Widerstände invertieren) und verwendet 2N3055 ohne grosse Kühlung in der Originalpatrone bei ca. 48 Hz Schwingfrequenz. Der Kleinere läuft mit AD161 und hat eine etwas höhere Schwingfrequenz (ca. 100Hz).

[RE 084]

Hallo GHE,

Dein Problem ist die Art, wie Du die Schaltung einschaltest.
Egal welchen Anschluß Du mit der Last nach Masse ziehst,
der Transistor geht immer in die Sättigung und die Ausgangs-
spannung kann gar nicht höher werden weil der Strom am
Basisanschluß immer durch die Ausgangswicklung fliesst und
auch von der Last abhängt.
Ist die erste, funktionierende Schaltung identisch mit dieser hier ?

Volkers Wandler ist, wie schon geschrieben, nachbausicher !!

Gruß,
RE 084

[ghe]

Hallo Volker und Hans,

Volkers Rat dürfte bei der Anforderung von mehreren Ausgangsspannungen mit einem käuflichen Printtrafo nicht erfüllbar sein. Ausserdem bezweifle ich, dass mit der Gegentaktschaltung ein besserer Wirkungsgrad zu erreichen ist, weil zur Funktion Widerstände erforderlich sind. Beim DCW318 gibt es keinen einzigen Widerstand. 
Hans auch Dir muss ich widersprechen. Es ist richtig, dass der Ausgangsstrom durch die Basis des Transistors fliesst, die Steuerung des Transistors ist jedoch stromabhängig. Bei kleinen Ausgangsströmen (hoher Lastwiderstand) wird der Transistor nur geringfügig durchgesteuert, somit wird auch die Ausgangsspannung bei kleiner Belastung nicht übermässig hoch. Auch der Wirkungsgrad bleibt auf Grund der lastabhängigen Steuerung über einen weiten Bereich sehr hoch.
Der 1. Wandler für mehrere Ausgangsspannungen ist exakt gleich aufgebaut. Daher vermute ich einen Fehler im Wandlertrafo, den Transistor habe ich getauscht, ohne Erfolg. Die Bilder vom Oszi, Signal abgenommen zwischen Ue+ und Basis von T1
Auf meiner HP ist dieser Wandler unter DCW318 genauer beschrieben. http://www.radio-ghe.com/neuetechnik/dcw318.html 

MfG. Gerhard

[radio-volker]

Servus,
Na ja, habe ich erst einmal stabile und kräftige 115V oder 230V am Ausgang des Wandlers kann ich über Spnnungsteiler oder Regelung jede notwendige zusätzliche Anodenspannung einfach erzeugen. Bei Autoradios reichen die 230V  am Ausgang, bei Batterieröhrenempfängern gehe ich auf 115V und regele von da herunter, entweder mit einem LR8 mit parallelen Leistungstransistor oder mit einem ShuntRegler.
Wichtiger ist für mich die Nachbausicherheit unter Verwendung weniger Bauteile und Normtrafos, ausserdem die niederfrequente Schwingfrequenz und Oberwellenfreiheit. Und nicht vergessen, so ein Gegentaktwandler muss bei einem Röhrenautoradio gut 230-250V bei 50-60mA liefern, also bummelig zwischen 11W und 15W, da wird sich ein Schalenkernwandler in Rauch auflösen.

[RE 084]

Hallo Gerhard,

ich habe mir das mal durchgelesen, wenn es kein Problem mit der Taktfrequenz gibt,
dann ist das Ganze schon schnuckelig klein ... !
Der Wandler vom Volker baut natürlich viel größer, ist aber ein Gegentaktwandler mit
niedriger Taktfrequenz, daher ist der Gleichrichter eine handelsübliche Brücke.
Ich baue das demnächst mal nach, Du hast auf Deiner HP ja Alles schön beschrieben !


Gruß,
RE 084

[ELEK]

Hallo,

ich finde 50Hz-Wandler auch cool, da gab's auch mal was mit TDA2030, wo er als einfacher Leistungssinusgenerator arbeitet... hab ich mal gebaut, ging, aber noch nicht wirklich gebraucht.

Man muß aber auch bedenken, daß mit steigender Arbeitsfrequenz die Leistungsfähigkeit des Trafos bei gleicher Baugröße steigt. Dann natürlich nicht mehr mit Eisenblech. Nicht umsonst haben sich die Schaltnetzteile auch aus diesem Grund durchgesetzt, wenn nicht sogar allein deshalb, die gute Regelbarkeit bekommt man auch mit Analogreglern hin, elektrische Verluste kommen aber bestimmt knapp hinter der Materialausnutzung. Wenn ich's richtig erinnere, war bei den Stassfurter Geräten (4000-er Farbgeräte bis 67cm BiRö) ein ca. 42mm-EE-Ferritkern am Start, der konnte max. ca. 200W übertragen (ca 35kHz), in den Geräten max. 160W.
Elektronische Halogenlampentrafos haben einen rel. kleinen (bitte nachsehen) Ringkerntrafo und können auch >100W (ca. 100kHz Arbeitsfrequenz).

Der Schalenkern auf dem Foto würde ich demnach locker 10..20W zutrauen, abh. von der Arbeitsfrequenz.

Die Nachteile von Schaltnetzteilen (Störungen) lassen mich aber auch meistens von solchen Konzepten Abstand nehmen, wenns irgend geht, 50Hz-Klassiker.

Gruß IngoZ

[RE 084]

Hallo Ingo,

genau, bei 50Hz Wandlern gibt man der Bastelkiste einen Tritt und  die passenden Teile
liegen vor einem. Da müsste das Meiste zum Bau vorhanden sein. Zack und fertig !
Das setzt aber leider voraus das genug Platz da ist, um das dann in das Gerät einzubauen !

Gruß,
RE 084

[ELEK]

...ja, ich hab da grad auch so 'ne Aufgabenstellung ! Durchgebrannter Netztrafo am Oszi H313, Ersatz aussichtslos (vergossener Schnittbandkern), da is auch kein Platz für mehrere Standardtrafos, also wirds für die Uh viell. ein Sperrwandler im Metallgehäuse, Zuführung per fliegendem Netzteil, eine 5cm-Röhre braucht nich so viel Bums.

gruß IngoZ

[Reflex-Kalle]

...
Kann es vielleicht ein Windungsschluss in der Primär- oder Sekundärwicklung sein?
...
1. Bild normale Funktion. 2. Bild Fehler.

Hi Gerhard,

Das Fehlerbild sieht eigentlich nicht nach einem Windungsschluss aus. Eher eine offene/falsche Induktivität, falsche Kondensatorwerte oder einfacher Verschaltungsfehler irgendwo. Einfach nochmal alles überprüfen.

Irgendwie erinnert mich das Fehler-Oszillogramm an einen defekten (durchgebrannten) Zeilentrafo oder Anschlussproblem des Ablenksystems bis hin zu defekter Boosterdiode/defektem Boosterkondensator in S/W-TVs.

Gruß

(Reflex-)Kalle

[radio-volker]

Hallo Ingo,

genau, bei 50Hz Wandlern gibt man der Bastelkiste einen Tritt und  die passenden Teile
liegen vor einem. Da müsste das Meiste zum Bau vorhanden sein. Zack und fertig !
Das setzt aber leider voraus das genug Platz da ist, um das dann in das Gerät  einzubauen !

Gruß,
RE 084

Servus,
Ich habe so etwas schon mit AC188k aufgebaut, wird mikroskopisch klein und der Trafo auch, für diese Crosley-Book Radios, die mit drei Subminiaturröhren arbeiten und eine Transistorendstufe haben.

[ghe]

Volker schrieb:
Na ja, habe ich erst einmal stabile und kräftige 115V oder 230V am Ausgang des Wandlers kann ich über Spnnungsteiler oder Regelung jede notwendige zusätzliche Anodenspannung einfach erzeugen. Bei Autoradios reichen die 230V  am Ausgang, bei Batterieröhrenempfängern gehe ich auf 115V und regele von da herunter, entweder mit einem LR8 mit parallelen Leistungstransistor oder mit einem ShuntRegler.

Wichtiger ist für mich die Nachbausicherheit unter Verwendung weniger Bauteile und Normtrafos, ausserdem die niederfrequente Schwingfrequenz und Oberwellenfreiheit. Und nicht vergessen, so ein Gegentaktwandler muss bei einem Röhrenautoradio gut 230-250V bei 50-60mA liefern, also bummelig zwischen 11W und 15W, da wird sich ein Schalenkernwandler in Rauch auflösen.

Servus Volker,
Du hast schon recht, ein handelsüblicher Printtrafo wäre ideal, wenn das Platzproblem nicht wäre. Meine Vorstellung ist, eine Anodenbatterie so getreu wie möglich nachzubilden. Das heisst alle dazu notwendigen Bauteile (Batterie, Print und Entstörmaterial) in der Anodenhülle unter zu bringen. Bei der kleinen Anodenbatterie 67,5V wird es mit einem Printtrafo schon schwierig. Dein Gegentaktwandler hat sicher keine Ein- Ausschaltautomatik und ohne dieser wird es kompliziert. Der DCW318 erzeugt eine sinusartige Schwingung im Bereich von 10kHz bis 100kHz je nach Dimensionierung des Trafos. Dadurch ist auch die Entstörung kein grosses Problem, eine Drossel und ein Kondensator am Ausgang genügt. Alle benötigten Teile werden in einer selbst gefertigten Weissblechdose mit Deckel untergebracht die in der Anodenhülle Platz hat, daher gibt es keine HF-Abstrahlung. Bei einer Ausgangsleistung bis zu 10W eignet sich sogar der kleinste mir zur Verfügung stehende RM3 - Schalenkern (T35) mit den Massen 10 x 10 x 10mm! Dies Dank der höheren Arbeitsfrequenz. Die Leistung dieses Wandlertyp ist eigentlich nur durch den erlaubten Basisstrom des verwendeten Transistors begrenzt. Beim BD138 sind das ca. 0,4A. Von Anodenbatterien wird dieser hohe Strom nie gefordert.
Nun zu meinem Problem mit dem DC-Wandler mit mehreren Ausgängen. Das Problem ist keines mehr: Wie blöd muss man sein zur Gleichrichtung der kleineren Spannungen (40 - 90V) die Dioden 1N4148 zu verwenden? Doch, ich bin es. Einige der Dioden haben diese Spannungen nicht vertragen und in Sperrrichtung Durchgang bekommen. Dadurch waren über die Siebelkos diese Ausgänge praktisch kurzgeschlossen. Ein Test mit dem Ohmmeter hat keinen Fehler gezeigt, aber das Isotest 6 (Isolationstester) hat den Fehler aufgedeckt. Trotzdem vielen Dank für Eure interessanten Beiträge zu diesem Thema.
PS: Trotz der selbst eingebrockten Probleme bin ich von diesem Wandlerkonzept noch immer begeistert, schade dass ich es nicht erfunden habe, dann wäre ich auch noch stolz!
Liebe Grüsse aus Herzogenburg 
Gerhard

[ghe]

Jetzt habe ich einen DC-Wandler DCW318 mit etwas extremen Werten aufgebaut. Eingangsspannung Ue von 1,2V bis 3,7V, unter 1,2V funktioniert der Wandler nicht mehr. Daraus folgende Ausgangsspannungen von 126V bis 400V. Trotz dieser extremen Werte lässt sich ein Wirkungsgrad meist über 70% erzielen. Vom Ferrittrafo sind wenige Werte bekannt: Primärwindungen ca. 10, Sekundärwicklung ca. 150 Ohm. Der Transistor ein pnp BD434. Die Abmessungen des Printaufbaues LBH 45 x 26 x 22mm.

  dcw318.HJ2.print1kl.JPG (Größe: 22,78 KB / Downloads: 256)
  DCW318.HJ2.werte.gif (Größe: 11,18 KB / Downloads: 254)
Grüsse Gerhard

[radio-volker]

Servus,
Kannst du diesen Wandler auch auf 90V/12-15mA auslegen bei einer Ue von sagen wir mal 4-6V ? Das wäre dann die Stromversorgung für ein normales 4 Röhren Batteriegerät.

[Gelhaar]

Röhrengeräte sind nicht meins, schon mehrfach gesagt. Dennoch finde ich die Diskussion zu Anodenbatterien-Ersatzmöglichkeiten spannend. Elektronik kann spannend sein.

Ich habe mich mal da umgesehen --> genau diesen Artikel finde ich sehr passend. Den will ich Euch nicht vorenthalten. Schaut selbst - zwar komplett englisch, aber sehr informativ und Schaltpäne kann fast jeder lesen.

Hier kann man sich informieren: http://www.dos4ever.com/battery/battery.html

Gruß Chris