Bauplan Schaltplan Sparsamer Hochspannungsgenerator für Geigerzähler

Sparsame Hochspannungserzeugung für Zählrohre.

Auch wenn der Trend in der Elektronik hin zu immer niedrigeren Versorgungsspannungen geht, geibt es doch etliche Anwendungen, für die man eine recht hohe Spannung benötigt. Ein Beispiel hierfür sind Geiger Müller Zählrohre, das bekannte Russische Modell SBM20 wird mit etwa 400 Volt betrieben. Genau zur Versorgung eines solchen Zählrohres habe ich diese Schaltung gebaut. Sie liefert eine stabile Gleichspannung am Ausgang und hat, wenn man einen CMOS 7555 Baustein einsetzt, einen Ruhestromverbrauch von nur wenigen 100 Mikroampere.

Das Funktionsonsprinzip der Schaltung:

Ein NE555 bzw. 7555 Taktgeber erzeugt ein Rechtecksignal von etwa 10kHz, dieses Signal steuert die Basis eines MPSA42 Transistors an. Durch den Transistor wird wiederum eine Spule angesteuert. Bei jedem Abschalten der Spule erzeugt diese einen sehr hohen Spannungsimpuls, der über eine Kaskadenschaltung nochmal verdoppelt wird. Auf diese Weise steigt die Spannung am Ausgang über C4 stark an. Damit die Spannung nicht zu hoch wird und zur Zerstörung von Komponenten führt, muss sie natürlich begrenzt werden. Dies geschieht durch ein Rückkopplungsnetzwerk über mehrere in Serie geschaltete Z-Dioden. Sobald die Spannung am Ausgang die Z-Dioden leitend macht, wird der Mosfet Transistor BS170 durchgesteuert, und er NE555 erzeugt kein Ausgangssignal mehr. Die Spannung sinkt wieder, solange bis der BS170 wieder sperrt. Im Endeffekt stellt sich dabei eine geregelte Ausgangsspannung von etwa 400 Volt am Ausgang ein, die zum Beispiel gut geeignet ist zur Versorgung eines Zählrohres. Durch Ändern der Z-Dioden im Rückkopplungszweig lassen sich auch andere Spannungen einstellen., auch könnte man durch Erweitern der Kaskade natürlich noch höhere Spannungen erzeugen, entsprechend spannungsfeste Kondensatoren und Dioden sind natürlich zu verwenden.


Der Schaltplan.

Die Schaltung verwendet nur Standardbauteile, welche leicht und preiswert bei den bekannten Elektronikversendern erhältlich sind. Mit den im Schaltplan angegebenen Werten läuft die Schaltung bei etwa 4.5 bis 6 Volt, man kann aber durch Anpassen der Bauteile auch höhere Spannungen verwenden, die Timerbausteine laufen laut Datenblatt bis mindestens 15 Volt.


Das Layout.
Der MPSA42 Transistor ist Aufgrund eines Eagle Bibliotheksfehlers verkehrt eingezeichnet und muss um 180 Grad gedreht werden!

Die Schaltung benötigt im eingeschwungenen Zustand nur noch sehr wenig Strom, ohne Belastung am Ausgang konnte ich etwa 250uA messen. Hierzu wurde ein 7555 Timer verwendet. mit einem herkömmlichen NE555 steigt die Stromaufnahmeauf mehrere Milliampere an, ein Grossteil des gesamte Ruhestromverbrauch geht auf Kosten des Timer IC's.

Achtung:

Diese Schaltung erzeugt eine sehr hohe Spannung am Ausgang. Die verwendeten Kondensatoren speichern zwar keine potentiell gefährliche Ladungsmenge, Berührungen mit der Hochspannung sind aber durchaus sehr schmerzvoll, wie ich selber feststellen konnte. Prinzipiell ist es auch möglich, damit einen grösseren Kondensator aufzuladen (Blitzelko), dieser kann dann bei Berührung lebensgefährlich sein! Im Experiment benötigte ein 470uF Blitzelko mit dieser Schaltung etwa 1 Minute, um auf über 250 Volt aufgeladen zu werden. Auch wenn eine Schaltung klein ist und wenig Strom braucht, kann sie trotzdem sehr gefährlich sein!

Bauteile für dieses Projekt - Anzeigen:
Aktive Bauelemente

Passive Bauelemente


Weitere Informationen,Grundlagen,Bauanleitung,Schaltplan, Links zum Thema
Anzeigen:

Neueste Artikel
Anzeigen:
Aktuelle Newsbeiträge
Sie sind Besucher Nr. 1189331