Bauplan Schaltplan Miniatur SMD Hochspannungsquelle für Geigerzähler

Sehr sparsame Spannungsquelle im Gehäuse
Beim Ausprobieren verschiedener Hochspannungsquellen für Geiegezähler bin ich im Netz auf folgende Schaltung aus einer Application Note von Maxim gestossen (Maxim Appliaction Note 3757).

Auch sie verwendet einen getriggerten Oszillator , der über einen Rückkopplungszweig gesteuert wird und somit die Ausgangsspannung konstant hält.

Da dieser Schaltkreis mit sehr stromsparenden CMOS-Bauteilen aufgebaut ist, liegt die Leerlaufstromaufnahme weit unter 100uA. Auch wird eine 7-Stufige Kaskade verwendet, so dass auch leicht erhältliche SMD Kondensatoren und Standard-Dioden eingesetzt werden könnnen, was einen sehr kompakten Aufbau ermöglicht.

Für den Komparator habe ich einen MCP 65R41T-2402E verwendet, dieser ist ebenfalls sehr stromsparend und hat zudem noch eine integrierte Referenz.


Schaltplan

Die Schaltung ist einfach, aber effektiv. Wenn die Ausgangsspannung zu niedrig ist, liefert der Komparator einen High-Pegel an seinem Ausgang. Dieser lädt den Kondensator C14 über den Widerstand R3 auf.

Am Ausgang Pin8 des Schmitt-Triggers 74HC14 liegt ebenfalls ein HIGH Pegel an, dieser kann aber wegen Diode D14 den Kondensator C14 nicht laden.

Sobald die Spannung an C14 hoch genug steigt, schaltet der Ausgang Pin8 vom 74HC14 auf LOW-Pegel um. Dadurch wird über die parallel geschalteten restlichen Inverter der Mosfet aktiviert und Strom fliesst durch die Spule.

Gleichzeitig entlädt sich C14 durch R2/D14 innerhalb ca 1uS, und das Spiel beginnt erneut solange, bis der Komparator durch eine ausreichend hohe Spannung an seinem Invertierenden Eingang ein Low-Ausgangssignal liefert. Dann kann C14 nicht mehr geladen werden, und die Schaltvorgänge bleiben so lange aus, bis der Komparator wieder eine Spannung an seinem Ausgang liefert.

Ich habe diese Schaltung auf einer kleinen doppelseitigen Platine aufgebaut, sie funktioniert wirklich sehr gut. Man kann die Ausgangsspannung etwa im Bereich von 330 bis 530 Volt einstellen, diese ist sehr stabil. Damit ist sie auch gut geeignet, um zB ein LND712 Zählrohr zu versorgen.


Platine

Die Ruhestromaufnahme konnte ich praktisch nicht messen, da sie wirklich sehr gering und zudem noch gepulst ist, hier hat mein Messgerät keine sinnvollen Werte mehr angezeigt.

Als Grenze der Belastbarkeit habe ich 400kOhm gemessen, dabei fliesst bei 400V ein Strom von 1mA. Auf der Niederspannungsseite betrug dabei die Stromaufnahme 116mA bei 5V. Das Verhältnis von abgegebener zu aufgenommener Leistung beträgt also 400mW/580mW=0.68, der Wirkungsgrad der ganzen Anordnung beträgt also knapp 70 Prozent. Die Berührung mit der Ausgangsspannung ist auf alle Fälle sehr unangenehm und sollte wirklich vermieden werden.

Fazit: Eine sehr schöne keine Schaltung, gut geeignet für viele Geigerzählerprojekte und "Hoch" Spannungsexperimente, etwa als Marderschreck. Die Platine ist sehr kompakt und hat eine geringe Bauhöhe, ist aber durch die lange Kaskade etwas mühselig aufzubauen

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. 1212317