Bauplan Schaltplan Mini Hochspannung für Geiger Zählrohr

Kleine Hochspannungsquelle für Experimente mit Zählrohren
In einer Einweg Kamera kann man ja eine ganze Reihe interessanter Bauteile finden, die man bei den üblichen Elektronikhändlern eher weniger bekommt. Die dort integrierte Blitz Elektronik ist somit eine Quelle für viele weitere Projekte. Diese Blitzschaltung der Einweg Kamera wandelt die Spannung von meist einer Mignon Zelle in eine Hochspannung von einigen Hundert Volt um, die Bauteile müssten demnach auch geeignet sein, um eine Hochspannungsquelle für einen kleinen Geigerzähler zu bauen.


Die Platine aus der Einwegkamera

In meinem Kamera Modell ist zur Erzeugung der Hochspannung ein sehr kleiner, aber solide gefertigter Ferrit Transformator verbaut, den ich ausgelötet und mir näher angeschaut habe.

Er besitzt eine Primärwicklung sowie eine Sekundärwicklung mit einem Abgriff, den man als Rückkopplungswindung verwenden könnte. In der Kamera konnte er den Blitzelko innerhalb weniger Sekunden aufladen, also kann er kurzzeitig recht hohe Leistungen übertragen. Ein interessantes Teil also.


Der Transformator aus der Einweg Kamera.

Eine kleine Messung am Funktionsgenerator zeigte ein Übersetzungsverhältnis von 1:100, sogar bei mehreren Hundert Kiloherz wurde dabei das Signal sauber übertragen.

Als Schaltung habe ich mich für dieses Prinzip entschieden:

Ein Atmel Tiny erzeugt ein pulsweitenmoduliertes Rechtecksignal an PB0 mit etwa 20KHz. Dieses Pulsweitenmodulierte Signal treibt einen kleinen Mosfet ZVN4306 an, der den Transformator ansteuert. Auf der Sekundärseite wird mit einer schnellen Diode die Spannung gleichgerichtet und in einem Kondensator gespeichert. Über zwei 200V Z-Dioden und einen Widerstand wird die Hochspannung auf den Pin PB1 zurückgeführt. Sobald die Z-Dioden leitend werden, erkennt der Atmel an diesem Pin einen High Pegel und stoppt die PWM Ausgabe. Damit ergibt sich eine stabilisierte Spannung von etwa 400Volt am Ausgang der Schaltung, was zur Versorgung eines Zählrohres SBM20 ausreicht.


Der Schaltplan.


Das Layout.

Das Programm ist sehr einfach:

Der Timer 0 wird initialisiert und gestartet, bei jedem Überlauf wird in der Interrupt Routine der Zustand von PB1 geprüft und dann der PWM-Pin entsprechend aktiviert oder deaktiviert, es handelt sich also um eine einfache Zweipunkt Regelung.

Die Schaltung funktioniert wie erwartet, am Ausgang stellt sich eine Spannung von ziemlich genau 400Volt ein. Für erste Experimente ist das durchaus geeignet, allerdings würde ich diese Schaltung so nicht in einem echten Geigerzähler verwenden, denn sie basiert auf einem Trafo, von dem ich keine genauen Daten habe. Ausserdem ist mir die Kombination Hochspannung und Mikrocontroller nicht so ganz geheuer, auch wenn sie hier funktioniert.

Die Messungen habe ich übrigens mit einem Fluke79 Multimeter mit 10 MOhm Eingangswiderstand durchgeführt, bei 400V fliessen dabei immerhin 40uA Strom, was auf der Primärseite dann schon sehr deutlich mit etwa 150mA bemerkbar macht. Der Wirkungsgrad ist also nicht besonders hoch.

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