Einfacher DC-Wandler DCW318, Nachfolger des DCW1117






Links die ursprüngliche Schaltung des DCW1117




Der DC-Wandler (step up converter) kann mit einem NPN oder PNP-Transistor aufgebaut werden.
Ein PNP-Transistor ist insofern günstiger weil der Ausgang einen gemeinsamen Grund (GND) mit dem Eingang hat.
Alle Röhrenempfänger haben den Minuspol der Anodenspannung eventuell über einen Widerstand zur Erzeugung der neg. Gittervorspannung auf Masse = GND = Chassis. Daher ist es vorteilhaft wenn der Minuspol des DC-Wandlers ebenfalls mit dem Blechgehäuse der Anodenbatterie verbunden werden kann.



DCW318 Variante des DCW1117. Vorteil dieser Schaltung, die Arbeitsfrequenz f ist nur mehr geringfügig lastabhängig. Die automatische Ein- und Abschaltung durch die Last ist weiterhin durch C3 gegeben. Mit den Kondensatoren C3 und C6 kann die Frequenz etwas beeinflusst werden. Der Wirkungsgrad WG ist über einen weiten Lastbereich sehr gut.
Mit der höheren Eingangsspannung Ue lässt sich der Wirkungsgrad etwas steigern. Die Frequenz bleibt in etwa gleich. Beachtlich der WG über 90% bei einem Ausgangsstrom von fast 80mA.


Der schlechte Wirkungsgrad WG bei kleiner Eingangsspannung ist auch der geringen primären Windungszahl  geschuldet.


Der praktische Aufbau für eine 67,5VAnodenbatterie. Der Wandler mit Batterie wurde in ein Weissblechgehäuse passend für eine 67,5V-Anodenhülle eingebaut und mit HF-Drossel und Kondensator entstört.
Diese künstliche Anodenbatterie wurde mit den folgenden Röhrenpotables erfolgreich getestet: Radione Camping 2, Philips Annette LD480AB und Radione Baby.
Noch eine Einsatzmöglichkeit hier



Oszillogramm gemessen an E - B des Transistor T1.

Oszillogramm gemessen an der Primärwicklung

Oszillogramm gemessen an der Sekundärwicklung



DC-Wandler mit mehreren Abgriffen.


Printmass: 60 x 34mm


Wie in der Tabelle ersichtlich, sind Ausgangsspannungen Ua über 200V bei einem Ausgangsstrom von 30mA für diesen kleinen und einfachen Wandler kein Problem.

Das Bild zeigt den Wandlerprint neben einem 9V-Block


T35 ein winziger Schalenkern 10x10x10mm. Der bestückte Print hat die Abmessungen LBH = 34x27x18mm. Der Wandler ist über einen grossen Eingangsspannungsbereich Ue verwendbar.



Als Trafo für den DC-Wandlersind die Drosseln aus defekten Energiesparlampen (ESL) sehr gut geeignet. Der ohmsche Widerstand der Drossel liegt zwischen 3 und 10 Ohm. Um aus der Drossel einen Trafo zu machen wird die Drossel zerlegt, die beiden Ferritkernhälften abgenommen. Die Kerne sind meistens verklebt, mit dem heissen Lötkolben und Geduld kann man die Klebung lösen. Auf die Spule werden ca. 20 Windungen Kupferlackdraht ca. 0,2mm Durchmesser als Primärwicklung aufgebracht. Wenn der Wickelraum nicht reicht wird mindestens 1 Lage der bestehenden Wicklung abgewickelt. Dieser Draht kann dann für die aufzubringende Primärwicklung verwendet werden.
 


Die Betriebswerte eines DC-Wandlers bestückt mit einem Trafo umgebaut aus einer ESL-Drossel. Primärwindungen ca. 20
Sekundärwindungen unbekannt.
C3*= 100pF  C6*= 2,2nF/400V  *testen!
Eingangsspannung Ue = 6 - 9V
Ausgangsspannung Ua = 60 - 100V
Ausgangsstrom Ia = 3 - 26mA
Wirkungsgrad WG meist über 70%


Die automatische Ein- und Ausschaltung durch die Last kann sehr empfindlich sein. Die Empfindlichkeit der Startautomatik ist vermutlich vom Verstärkungsfaktor des Transistors abhängig. Schon ein Digitalmultimeter mit 10 MOhm Innenwiderstand kann den Wandler zu kurzzeitigen Einschaltimpulsen bringen.  Um dies zu verhindern kann ein Widerstand zwischen E -B des Transistors eingefügt werden. Je niederohmiger der Widerstand gewählt wird umso grösser muss die Last werden um den Wandler zu starten. Ein 1kOhm Widerstand zum Beispiel, benötigt eine Last kleiner als 22kOhm um den Wandler ordnungsgemäss zu starten. Dieser Widerstand beeinflusst den Wirkungsgrad (WG) nur geringfügig.



Abmessungen des DCW318 UNI 2 LBH: 100 x 80 x 55mm.
Der Trafo (Ferritkern ohne Luftspalt) stammt aus einem Schaltnetzteil, keinerlei Daten bekannt. Die 4 Primärwicklungen waren ursprünglich parallel geschaltet, ebenso die 4 Sekundär-
wicklungen. Durch die Serienschaltung der Wicklungen ergeben sich viele Möglichkeiten bei der Wahl der Eingangsspannung, Ausgangsspannung und Leistung.

Die Bezeichnung der Abgriffe der Primärwicklung mit 3V, 6V, 12V und 18V sind Richtwerte und können grosszügig unter- oder überschritten werden. Am Beispiel des Abgriff 3V wurde mit Spannungen von 1,6V bis 12V getestet. Die Last immer auf Ausgang Ua4. Die Ausgangsspannungen unter einer Last von 8,2k erreichten 45V bis 350V bei einem Strom von 5mA bis 42mA. Das entspricht einer Ausgangsleistung von 0,25W bis fast 15W. Der Wirkungsgrad WG immer um die 70%.

  Verhältnis = prim. Wdg : Ue V.    Ua Vsoll = sek. Wdg. : Verhältnis
Selbst bewickelter Schalenkern RM3: Sekundär 400 Windungen CuL >0,1mm, Primär 20 Windungen CuL 0,4mm. Kein Luftspalt. Die Ausgangsspannungen Ua V der nebenstehenden Tabelle sind quasi Leerlaufspannungen (Lastwiderstand 240k). Wie man sieht stimmen die berechneten "Ua soll" sehr gut mit den gemessenen "Ua ist" überein. Der "Leerlauf" WG liegt zwischen 53 bis 60%.      Test unter Last
 
Als Hilfe zur Bestimmung des Windungsverhältnis primär - sekundär und das daraus folgende Spannungsverhältnis primär - sekundär zeigt die folgende Tabelle.
Der Faktor Windungsverhälnis sekundär : primär = 400Wdg. : 20Wdg. = 20. Der Faktor Spannungsverhältnis Ua : Ue liegt zwischen 17,1 und 19,9 und kommt dank des guten Wirkungsgrad dem Faktor 20 sehr nahe. Der Wandler funktioniert bei einer Eingangsspannung Ue unter 0,7V nicht mehr.

Die Tabelle zeigt den Wirkungsgradverlauf bei steigender Spannung zwischen 3 und 12V und einer Last von 2,2kOhm bzw. 10kOhm. Am nebenstehenden Bild ist der Wirkungsgrad WG als Diagramm abgebildet. Die aufgenommene Leistung Pe (Watt) sollte bei diesem kleinen Wandlertrafo 10W nicht überschreiten. Die gelb und rot markierten Werte dürfen nur kurzzeitig belastet werden weil der Wandlertrafo nach 1 bis 2 Minuten extrem heiss wird, ebenso der ungekühlte Transistor. Die übermässige Erwärmung des Trafos verursacht vermutlich der haardünne Draht der Sekundärwicklung. Die Sekundärwicklung hat einen ohmschen Widerstand von ca. 61 Ohm.
Am Ausgang Ua wurde eine 220V/15W Lampe angeschlossen, bei einer Eingangsspannung von 12,5V und einem Eingangsstrom von 1,4A erhält die Lampe 220V und einen Strom von 68mA, das entspricht einem Wirkungsgrad WG von ca. 86%.

Der Wert von C5 wurde getestet. Ohne C5 ist der Wirkungsgrad etwas schlechter und die Arbeitsfrequenz höher. D1 ist eine schnelle Diode (fast recovery). Die Masse des Wandlerprints: LBH 35 x 26 x 25mm, im Vergleich eine 9V-Batterie.
Beschreibung
Berechnung
Ermittlung
Berechnungshilfe
aktualisiert am 14.08.2018