Ersatz durch Halbleiter

Auf Seite 51 im Band 14 ist auf die Möglichkeit hingewiesen, statt des Glimmstabilisators Zenerdioden einzusetzen.

Ich habe die vorgeschlagene Schaltung einmal nachgebaut und festgestellt, dass sie eher unbrauchbar ist. Die Wärmedrift der Zenerdioden macht alle Bemühungen zur Stabilisierung zunichte. Nach einigen Minuten Betrieb läuft die Spannung von 150 V weg. Ein anderer Sammler hat sich auch die Mühe gemacht. Das Ergebnis sehen Sie auf folgendem Bild.

Anordnung mit Zenerdioden als Ersatz für den Glimmstabilisator

Die Schaltung enthält zudem eine LED als Funktionsanzeige. Zwei Ferritperlen sollen die Schwingneigung dämpfen. Dazu noch einen Ausgang für Messzwecke.

Ich habe mir eine etwas aufwändigere Schaltung ausgedacht, die mittels eines MOSFETs und Zenerdioden die Spannung konstant hält.

Die Anodenspannung wird durch Zenerdioden um ca. 128 V herabgesetzt. Der Strom durch die Zenerdioden liegt bei 0,15 mA was in den Zenerdioden kaum Erwärmung und damit praktisch keine Wärmedrift auslöst.

Mittels eines Potentiometers kann ich die abgegriffene Spannung genau auf den Arbeitspunkt des BUZ 50 einstellen. Dieser öffnet dann insoweit, dass der Strom durch den BUZ 50 gerade eine Spannung von 150 V zwischen Kathoden- und Anodenkontakt des Europasockels ergibt.

Die Schaltung ist sehr stabil. Lässt man das W19 mehrere Stunden im Leerlauf eingeschaltet, bewegt sich die stabilisierte Spannung nicht einmal ein Zehntel Volt vom eingestellten Wert weg.

Der BUZ 50 kommt in der Schaltung nicht ohne Kühlblech aus, da er eine Verlustleistung von ca. 6 Watt bewältigen muss. Wer einen anderen Typ mit geringerer Verlustleistung einsetzen möchte, kann auch einen Widerstand von ca. 3 kOhm in die Drain-Leitung schalten, der die Verlustleistung aufnimmt.

Zur Funktionsanzeige kann man statt der LED auch eine Glimmlampe zwischen Kathode und dem Anschluss für die Zündelektrode schalten. Nachteil bei Verwendung einer Glimmlampe ist, dass die Glimmlampe immer mit gleicher Helligkeit brennt und man nicht erkennen kann, dass die Anodenspannung unter 150 V gesunken ist.

Und so sieht mein Prototyp aus:

Man soll ein Gerät nicht besser machen als es konzipiert wurde. Im obigen Fall bewirkt der Einsatz von modernen Halbleitern, dass die Anodenspannung sehr exakt auf 150 V eingestellt wird. Das ist aber keine Verbesserung, weil dieser Zustand ja von Max angestrebt wurde und nur durch Fertigungsprobleme bei den Glimmstabilisatoren nicht erreicht werden konnte.

Betrachten wir die zwei Möglichkeiten im Betrieb:

1. Die vom Netztransformator / Gleichrichter gelieferte Spannung liegt über 150 V (Normalfall)
Der Glimmstabilisator versucht so gut wie ihm möglich, die Eingangsspannung auf 150 V zu mindern. Unterstellen wir eine einwandfreie Funktion des Glimmstabilisators. Dann wird sich an der Anode des Glimmstabilisators eine Spannung von 150 V einstellen. Also alles OK.
Beim Ersatz durch eine elektronische Schaltung wird sich genau dasselbe Ergebnis einstellen. Auch hier ist alles OK.

2. Der Strom durch die zu prüfende Röhre wird so hoch, dass der Spannungsabfall am Längswiderstand weniger als 150 V Rest läßt.
Jetzt sind beide Schaltungen machtlos. Ein Glimmstabilisator kann eine Eingangsspannung absenken, jedoch nicht erhöhen. Das gleiche gilt für meine Ersatzschaltung.
Benutzt man einen Glimmstabilisator endet der Stromfluss durch ihn nicht schlagartig bei 150 V; er brennt vielmehr weiter. Das Leuchten wird natürlich weniger, verschwindet aber nicht ganz. Also: ein Glimmstabilisator belastet die Stromquelle auch unterhalb von 150 V und senkt die Eingangsspannung noch weiter. Auf den Prüfkarten ist das automatisch eskomptiert. Als Max seine Prüfkarten erstellt hat, hat er dass vermutlich auf seinem W19 gemacht.

Bei meiner Ersatzschaltung sieht das anders aus. Wenn die Anodenspannung wegen zu hoher Stromaufnahme der zu prüfenden Röhre unter 150 V gerät, sperrt der BUZ 50 gänzlich. Die Anodenspannung bleibt somit etwas länger auf 150 V als bei der Verwendung eines Glimmstabilisators.

Dieser Effekt ist so marginal, dass man im keine Beachtung schenken muss.