NIXIE Stromversorgung mit NE555


Testaufbau

NIXIE Röhren oder andere Anzeigen, die nach dem Kaltkathodenprinzip arbeiten, benötigen eine hohe Betriebsspannung bei relativ geringem Strom.
Daher kann man es sich leisten, einfach zu konstruierende Auswärtswandler einzusetzen, die mit Standard Induktivitäten auskommen.
Das lästige Wickeln eines Übertrages kann man sich sparen.
Die hohen Verluste durch den hochohmigen Hochvolt - Mosfet und den Widerstand der Wicklung kann man bei Leitungen von 2-3 Watt akzeptieren.

Für Aufwärtswandler gibt es jede Menge spezialisierte IC's, die man allerdings oft nicht zur Hand hat.
Weiterhin ist z.B. der MAX1771 aufgrund seiner hohen Schaltfrequenz auf einer Lochrasterplatine schwierig in den Griff zu bekommen und zudem sehr empfindlich.
Hinzu kommt, dass er relativ teuer ist und man ihn nicht mal eben so herumliegen hat.

Ich habe daher eine alternative Lösung zur Erzeugung der nötigen Hochspannung zum Betrieb von NIXIE Röhren getestet.
Es wird kein spezieller Schaltregler benutzt, sondern der gute alte NE555 in der Standardschaltung als astabiler Multivibrator.
Vergleichbare Schaltungen wurden bereits erfolgreich von anderen Hobbyelektronikern im Netz in verschiedenen NIXIE-Uhren Projekten verwendet.
Hier möchte ich einige Messergebnisse zu dieser einfachen Schaltung vorstellen.

Der NE555 bildet zusammen mit einem Hochvolt Mosfet, der Spule L1 und der Diode D1 einen klassischen Aufwärtswandler.
Die Regelung der Ausgangsspannung erfolgt über den Spannungsteiler R3/R4, der über den Transistor Q1 den NE555 beeinflusst.
Alle Bauteile sind Standardbauteile und überall problemlos erhältlich.
Zeit die simple Schaltung einmal zu testen und zu vermessen!

Übliche Step-Up Wandler arbeiten nach dem PWM Prinzip.
Der NE555 schaltet jedoch den Mosfet IMMER für ca. 5 - 10µS ein.
Im Wesentlichen wird lediglich die "off" Zeit durch den Regeleingang beeinflusst.

Die Schaltung wurde weitestgehend nach einem Vorschlag aus dem Internet aufgebaut.
Ich habe versucht einige Werte zu verändern, konnte aber keine nennenswerte Verbesserung erreichen.
Der Mosfet sollte einen möglichst geringen "on" Widerstand aufweisen.
Wenn ich mich nicht verrechnet habe, fließt ein Maximalstrom von 1,2A durch die Drossel.
Eine Drossel mit 2A Sättigungsstrom sollte also genügend Reserven haben.

Hier die Schaltung:

(Anklicken zum Vergrößern!)

Messergebnisse des Testaufbaus:
Eingangsspannung: 12,3V
Eingangsstrom:230mA
Ausgangsspannung: 170V
Laststrom (errechnet):11,8mA
Lastwiderstand:14,4 K
Eingangsleistung:2,83W
Ausgangsleistung:2W
Leerlaufstrom:38mA
Wirkungsgrad unter Last:~71%

Trotz der Einfachheit der Schaltung schlägt sie sich ganz gut!
Das Regelverhalten ist allerdings mäßig.
Die B-E Spannung des Transistors Q1 ist die Referenz, das wird nie sonderlich genau sein.
Wer ein besseres Regelverhalten wünscht, sollte einen "echten" Schaltregler benutzen.

Regelverhalten:
Spannung im Leerlauf: 181V
~1,8 mA Last175V
11,8 mA Last170V

Die "Ripple" Spannung bei 10,6 mA Last beträgt ca. 50mV mit Spikes bis 3V beim Abschalten des Mosfets.
Trotz der Defizite bei der Regelung eignet sich das Netzteil ganz gut zur Versorgung von NIXIE Röhren oder dergleichen.

Tipps zum Aufbau:

  • Der NE555 muss ein Standardtyp sein - kein CMOS - !
  • Die Spule L1 ist eine Speicherdrossel vom Typ L-09HCP, Sättigungsstrom: 2A.
  • Diode D1 muss trotz der relativ niedrigen Schaltfrequenz eine schnelle Diode sein.
  • Bei Inbetriebnahme darauf achten, dass das der Schleifer des Poti R4 in Richtung R3 zeigt und nicht auf Masse!
    Anderenfalls steigt die Spannung unkontrolliert an und kann den Kondensator C2 oder den Mosfet zerstören.
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    Der Nachbau der Schaltung geschieht auf eigenes Risiko!
    Ich hafte nicht für Schäden durch eventuelle Fehlfunktionen!

     

     

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