Spannungswandler Testserie
Um zu brauchbarem Datenmaterial über diesen Wandlertyp zu kommen wurde eine umfangreiche Testserie gestartet. Daten sind nur aussagekräftig wenn möglichst viele Eigenschaften der verwendeten Bauteile bekannt sind, besonders die Wicklungsdaten des verwendeten Ferrittrafos sind dazu erforderlich. Da der DC-Wandler wärend der Tests auch extremen Belastungen ausgesetzt war, die beim normalen Betrieb nie vorkommen sollten, ist es passiert, dass der Wandler plötzlich nicht mehr funktioniert hat. Ich war ratlos, die wenigen verwendeten Bauteile wurden geprüft waren alle in Ordnung, aber keine Funktion.  Beim wickeln  der Spulen habe ich alle Daten notiert: Windungszahl, Drahtstärke und auch den ohmschen Widerstand der Sekundärspule. Die Kontrolle des Wandlertrafos ergab einen Widerstand der Sekundärseite von ca. 10 Ohm, notiert waren aber 34 Ohm - die Sekundärwicklung hat einen Windungsschluss, daher funktioniert der Wandler nicht mehr. Ursache des Ausfalls


<Die Wandlerschaltung kann auch mit npn-Transistoren bestückt werden. Der Nachteil ist, kein gemeinsamer GND bei Eingangs- und Ausgangsspannung. Daher wird von mir diese Version nicht verwendet.

Bei den folgenden Schaltungen wurde als Trafo Tr ein RM6-Kern N48 oL (ohne Luftspalt) mit den Wicklungsdaten primär 15 Wdg. CuL 0,4mm DM, sekundär 400Wdg. CuL 0,1mm DM und der Transistor T1 BD140 mit Verstärkungsfaktor 156 verwendet. Die Diode eine schnelle UF4006. Als Last ein Widerstand 15kOhm/2Watt.

Um einen besseren Vergleich zu ermöglichen, wurde immer die gleiche Eingangsspannungsreihe verwendet.



Zur Erzeugung einer höheren Wechselspannung am Ausgang ist diese Schaltung eher ungeeignet weil der erzielte Wirkungsgrad WG sehr schlecht ist.



Auch die andere Betriebsart des Transistors ergibt keine anderen Messwerte.



Diese Schaltung ist eigentlich die Ur-Schaltung die ich in einem Radioschaltplan zur Erzeugung einer UKW-Abstimmspannung gefunden habe. Auf Grund gewisser Nachteile bezüglich Arbeitsfrequenz verwende ich ausschliesslich die nächst folgende Schaltung.
Wichtig: Ohne Last am Ausgang ist der Wandler ausgeschaltet, nimmt keinen Strom auf. Dies gilt für alle hier gezeigten Schaltungen. Gerade diese Eigenschaft und der gute Wirkungsgrad macht ihn geeignet zum Bau künstlicher Anodenbatterien.



Wie man sieht kommt man mit einem Minimum an Bauteilen zu einem schon sehr guten Wirkungsgrad und das über einen grossen Eingangsspannungsbereich und auch Lastbereich. Der Wandlertrafo arbeitet ohne Luftspalt. Versuche mit Luftspalt ergaben eine höhere Ausgangsspannung, die jedoch bei Belastung relativ stark absank. Diese Schaltung ist sehr gutmütig und tolerant, sogar Spule allein ohne Kern funktioniert, allerdings mit weit überhöhter Stromaufnahme und folglich schlechtem Wirkungsgrad.



Durch einfügen des Kondensators C3 kann eventuell der Wirkungsgrad verbessert werden. Der günstigste Kapazitätswert muss durch Versuche gefunden werden.
Vorgang: Speisespannung Ue über Amperemeter anlegen, die zu erwartende Last am Ausgang mittels Widerstand simulieren. Verschiedene Kondensatorwerte testen. Die Ausgangsspannung kann etwas sinken, jedoch der Eingangsstrom sollte beim günstigsten Wert merklich sinken. Gleichzeitig wird sich auch die Arbeitsfrequenz verringern.
Ein Beispiel mit gleicher Eingangsspannung und unterschiedliche Last.200k Last entspricht praktisch Leerlauf, die Spannung Ua nicht übermässig hoch bei relativ gutem Wirkungsgrad




Zusätzlich zu C3 kann auch mit C5 eine Verbesserung erzielt werden. In diesem Fall jedoch eine Verminderung des Wirkungsgrades, der Ausgangsspannung und eine deutliche Senkung der Arbeitsfrequenz.



Mit einer zusätzlichen Diode D2 kann eine negative Ausgangsspannung erzeugt werden. Diese Spannung ist nur sehr gering belastbar und erhöht sich mit zunehmender Last an +Ua. In diesem Fall wurde die negative Spannung mit einem Analogvoltmeter mit einem Innenwiderstand von 2kOhm/Volt im 1000V-Bereich gemessen, das entspricht einer Last von 2MOhm. Bei 12V Eingangsspannung war kein brauchbarer Betrieb möglich.


DCW Nr.36:
Tr1...Schalenkern RM6 ohne Luftspalt
primär 20 Windungen
sekundär 400 Windungen
Eingangsspannung wählbar von 3 - 12V
maximaler Eingangsstrom Ie = 1A

Wird der Wandler zur Erzeugung von Anodenspannungen verwendet muss er unbedingt in ein Metallgehäuse zur Abschirmung der Oberwellen eingebaut werden. Abgehende Leitungen mit Drosseln und Kondensatoren entstören.
 Bei Verwendung von Cp prim oder Cp sec wäre die Ausgangsspannung vor D1 ein reiner Sinus. Mit steigender Last ändert sich die Frequenz und der Sinus wird oben abgeflacht. Der negative Anteil steigt mit steigender Last.
Wie in der Tabelle zu sehen ist, bringt Cp sec den besseren Wirkungsgrad WG.
Die günstigsten Werte  von C3 und Cp müssen durch Versuche gefunden werden. Auch die Frequenz ist mit Cp sec am niedrigsten und am wenigsten lastabhängig.
Eine 40-fache Last von 200kOhm zu 5kOhm hat nur einen Spannungseinbruch von ca. 19V von 86V auf 67V (22%) und eine Frequenzänderung von ca. 500Hz (10%) zur Folge. Solche Lastschwankungen kommen in der Praxis nicht vor.


aktualisiert am 12.05.2021