Hochspannung mit Zeilentrafo

erstellt 17.12.2015

Um eine Hochspannung für den Betrieb einer Geiger Röhre zu erzeugen, die je nach Röhrentyp etwa an die 300 bis 600 Volt DC benötigt
habe ich einiges an Aufwand betrieben konnte aber keine passable Ergebnisse finden, dazu muss gesagt werden das die Spannungsversorgung
ziemlich klein sein sollte um die Geiger Röhre als Mobiles Gerät mit Batterie betreiben zu können.
Die kleinste Möglichkeit ist wohl es mit einen Step Up ( DC > DC Wandler) zu machen aber das Ergebnis sah eher mager aus,
es war mir unmöglich aus einer Batteriespannung von 9 Volt mehr als 120 Volt Gleichspannung heraus zu holen.
Mein Versuch es dann mit einem Zeilentransformator zu versuchen sah dann schon etwas besser aus hat aber leider den Nachteil das der Trafo verhältnismäßig groß ist.
Aber dennoch versuche ich es erst einmal damit in der Hoffnung durch Erfahrung dann später eine kleinere Version hin zu bekommen.

Schaltung

Die Schaltung ( Bild 1 ) arbeitet mit einer Betriebsspannung zwischen 3 und 10 Volt, ich benutze hier 5 Volt.
Der Widerstand R1 stellt nur sicher das wenn der Trimmer P1 bis zum Anschlag eingestellt ist nicht der Strom zur Basis von T1 unendliche Höhe erreicht
und so den Transistor unzulässig erwärmt und auch um den gesamt Stromverbrauch der Schaltung zu reduzieren.
Die hier vorgestellte Schaltung arbeitet mit einer Frequenz die sich zwischen 50 Hz und 1,2 KHz einstellen lässt.
Am Ausgang kann man eine kleine Leuchtstoffröhre oder ähnliches anschließen um zu überprüfen ob die Schaltung überhaupt arbeitet.

Bild 1

Funktion

Für diejenigen die keinen Farbausdruck haben sind die Roten Pfeile an der ausgefüllten Spitze zu erkennen.

Nach dem Einschalten der Betriebsspannung passiert folgendes:

Der Strom fließt von der Plusleitung ( rote Pfeile Bild 2 ) gesehen aus durch die Spulenwicklung des Zeilentrafos Tr2 zum Kondensator C1 ,
die andere Seite des Kondensators liegt über Widerstände an Minus, somit lädt sich der Kondensator langsam auf.
Die Zeit zum aufladen wird bestimmt durch die Größe der Widerstände und die Größe des Kondensators,
wobei zu den Widerständen auch die Wicklung des Transformators zählt der aber hier mit ca 1,2 Ohm vernachlässigbar ist.

Bild2

Gleichzeitig wird der Transistor T1 über die Widerstände R1 und P1 indirekt auf Minus gelegt und schaltet damit durch.( Bild 3)

Bild 3

Nachdem T1 durchgeschaltet hat, schaltet auch Transistor T2 durch (BILD 4) und durch den Zeilentrafo fließt ein Strom dessen Höhe nur vom Trafowiderstand
und der Durchlaßstrecke vom Transistor abhängig ist.

Bild 4

Gleichzeitig wird der mittlerweile völlig aufgeladene Kondensator durch den Transistor T2 mit Masse verbunden und entlädt sich schlagartig.
Dadurch fließt kurzzeitig ein Strom der das Potenzial an der Basis von T1 kurz ansteigen lässt, und den Transistor T1 dadurch sperrt.
Damit wird auch Transistor T2 gesperrt und alles fängt wieder von vorne an.

Weil die Stromaufnahme ziemlich hoch war, über 2,5 Ampere tauschte ich den Kondensator C1 gegen einen kleineren von 22 nf aus um damit die Frequenz zu erhöhen.
Damit erreichte ich eine Frequenz von ungefähr 3,8 KHz und verbesserte damit die ´Leistungsausbeute erheblich.
Folgend einmal eine Frequenztabelle:

Kondensator	Frequenz min	Frequenz max
0,47 uf	53 Hz	1,2 KHz
22 nf		3,8 khz
22 pf		4.0 khz

Höher kam ich nicht mit der Frequenz, also betrachte ich das Datenblatt des Leistungstransistor T2 und sehe das er bis zu einer Frequenz von etwa 1 Mhz tauglich ist.
Also muss die Ursache wo anders zu finden sein !!
Außerdem ist die Frequenz der Schaltung abhängig von der Betriebsspannung.

aktualisiert 11.02.2023