Blitz

[micha2]

@Ralph:
Das ist für die 2. Generation geplant. Da mach ich den ganzen Steuerteil mit einem Microcontroller...

[Ralph]

ich kenn sie schon!*g*
GA
Ralph

[micha2]

@Ralph (OT)
räusper... aber doch bitte nicht mit Siemens-Edelschrott aus '92 !
In Zeiten der AVR's gehts heute mit einem!!! 48-Beiner auf 1cm² Grundfläche Das Dingelchen basteln wir noch in die Sub-D9!!!

mit elektronischem Glück auf
Micha2

[micha2]

PS.: Mein Wirkungsgrad ist ja wirklich bescheiden. Macht aber nichts, da ich untertage immer genug Zeit habe, die Bilder hauen schließlich nicht ab.

und da ich mich eh schon soweit geoutet habe, noch eine Anmerkung zum Wirkungsgrad:
Eine Verdoppelung des Wirkungsgrades bedeutet ja nicht nur eine Verdoppelung der Blitzfrequenz, sondern auch eine Verdoppelung der Blitze pro Akkuladung!!!

[Lutz]

@ Micha 2

na, da hast Du allerdings recht. Werde meinen Wandler auf einen schnell schaltenden Leistungstransistor umbauen. (Z.B. BD 743A).

Glückauf!

Lutz

[JCF]

Hallo alle!
Ich bin begeistert über die angeregte Diskussion!
Da ich im Moment viel Stress habe, kann ich nix Neues beisteuern.
Auf dem Programm steht aber (wird hoffentlich bald fertig!) noch immer der Servoauslöser mit Mikrokontroller. Erste Versuche waren erfolgversprechend.

Glück auf!

JC

[Ralph]

@ Micha 2
werde mich bemühen das nächste mal
ne runde atmel-platine zu suchen!
nicht alles hat man in der bastelkiste *ggg*
GA
Ralph

[Michael Kitzig (†)]

noch ne schaltung:

[JCF]

Ich dachte diese Zeiten wären vorbei?
Die nächste Variante wäre dann die mit Kurbel-Dynamo
(Ich hab noch eins mit 500V, der Blitz bräuchte keine Akkus, wunderbar!

JC

[Lutz]

@ Micha 2

Noch ne Anmerkung:

Mein Wandler schafft mit einem (Bleigel) Akku von 12 V, 3,3 Ah exakt 45 Blitze bei 640 Ws.

Mal rechnerisch: 80 sec * 3,3 A je Blitz = 0,0733333 Ah * 45 = 3,3 Ah

Wieviel Blitze schafft Deine Schaltung (640 Joule) mit 3.300 mAh NiMh-Akkus?

15 s * 5 A je Blitz = 0,020833 Ah

3,3 Ah / 0,020833 = 158 Blitze

Das glaube ich nicht!

Versuchen wir mal den Wirkungsgrad anders herum zu berechnen.

Glückauf!

Lutz

[micha2]

@Lutz:
Das kannst Du glauben oder auch bleibenlassen!
Bei 20°C hab ich über 170 Blitze pro Akkuladung da der Strom bei 15s Ladezeit etwas niedriger als 5A ist. Aber bleiben wir mal beim Beispiel:

12V * 5A * 15s = 900Ws = Pzu Pab = 640Ws Eta = 71,1%

12V * 3,3A * 80s = 3168Ws = Pzu Pab = 640Ws Eta = 20,2%

Das entspricht im Rahmen der Mess/Rechengenauigkeit absolut meinen Aussagen.

GA

[Lutz]

@ Michael Kitzig

Welche Möglichkeiten gibt es bei

a) dem selbstgewickelten Gegentaktwandlertrafo

--> Windungszahlen und Windungsstärken

b) den gewählten Bauelementen (Leistungstransistoren und Vorwiderstand)

den Wirkungsgrad zu erhöhen, so daß sich beispielsweise beim Einsatz von 12 Volt und einer Stromstärke von 5 Amp. 640 Joule in 15 s aufladen lassen?

Oder anders gesagt, was ist unter logischer Betrachtung der maximal mögliche Wirkungsgrad dieser Schaltung, um mit möglichst wenig Akku viele Blitze auslösen zu können?

Glückauf,
derzeit aus Salt Lake City,

Lutz

Du hattest mal für 590 Ws 7,2 V, 5 A und 45 sec., dies entspricht also einem Wirkungsgrad von ca. 36%.

[Michael Kitzig (†)]

Welche Möglichkeiten gibt es ...

tja, mein lieber lutz, da hilft nur eines: nachdenken und PROBIEREN UND BASTELN...
was soll ich jetzt noch dazu sagen?
also noch mal knapp:
ausprobieren verschiedener primär/sekundär/kopplungswindungszahlen, bei höheren frequenzen auch mal schnellere gleichrichterdioden usw.
die ladezeit und damit die wandlerleistung werden umso kürzer je
- kleiner die primärwindugszahl
- kleiner die kopplungswindugszahl (kritisch bis auf 1/2 windung!)
und das ganze abhängig vom verwendeten kernmaterial und dessen temperatur (!)
aber: mit einer einfachen wickelvorrichtung ist das trafobasteln wirklich halb so schlimm (frag krummi [oder besser nicht] der hat schon SEHR viel gewickelt und steht immer noch gerade...)

und nicht vergessen:
zum "wirkungsgrad über alles" gehört bei weitem nicht nur das wandlerdesign.
wichtig sind auch so profane dinge wie kontaktwiderstände im akkusatz, leitungsquerschnitte, gut vorformatierte elkos und last not least eine servozündschaltung, die bei guter empfindlichkeit möglichst keine fehlauslösungen wodurch auch immer verursacht, sonst nützt dir die beste wandlerschaltung nix.
und wenn das gehäuse nix taugt und der blitz absäuft geht der wirkungsgrad gar gegen null.
zum "externen wirkungsgrad" zählt dann auch der gezielte einsatz des gerätes durch den fotografen...
ga
michael

[Lutz]

@ Michael Kitzig

besten Dank für Deine Überlegungen.

Jetzt hast Du es geschafft, ich werde, nachdem ich wieder daheim bin, einen Wandlertrafo mit höherem Wirkungsgrad wickeln.

Für 12 V, 6 A, 72 W habe ich mir überlegt:

Primärwicklung 2 x 9 Windungen (0,85 mm Cu Querschnitt)
Steuerwicklung 2 x 2 Windungen (0,35 mm Cu Querschnitt)
Sekundärwicklung 900 Windungen (0,2 mm Cu Querschnitt)

Hoffe, das passt auf den von Dir abgebildeten Schalenkernspulenkörper, welchen Du seinerzeit von mir bekamst und von denen ich noch so ca. 10 Stück habe.

Noch eine Frage zum Wicklungssinn und zur Zwischenisolierung. Als Zwischenisolierung wollte ich Teflonband benutzen.

Ist es so, daß lediglich die zweite Steuerwicklung entgegengesetzt gewickelt wird?

Noch was zu den Leistungstransistoren. Die Stromverstärkung wird maßgeblich durch den Basisvorwiderstand bestimmt. Ich werde hier jeweils 2 kOhm vorschalten.

Welche Leistungstransistoren sind grundsätzlich besser, normal schaltende mit ca. 5 Mhz oder schnell schaltende mit ca 20 Mhz?

Und letzte Frage: welchen Vorwiderstand schaltest Du vor die Zenerdiodenkette? Ich hatte da bisher so 10 kOhm drin.

Glückauf!

Lutz

PS.: Wenn der neue Trafo fertig ist, werde ich

[Michael Kitzig (†)]

na, dann viel spass beim wickeln und optimieren.
zu deinen ausführlichen fragen:
1) versuche für die primärwicklung noch einen stärkeren draht zu verwenden oder nimm ihn doppelt. für den wirkungsgrad ist es zwar theoretisch besser, die primärwicklung INNEN aufzubringen, aber dann kann man nix mehr ändern oder muß jedesmal die sekundärwicklung neu machen.
2) die steuerwicklung kann ebenfalls mit ganz dünnem draht ausfallen
3) du bist nicht auf schalenkerne festgelegt. wie oben bereits geschrieben, kannst du EI kerne aus zerschossenen pc netzteilen nehmen. die kerne lassen sich in kochendem wasser lösen.
4) teflonband ist gut. und zwar zwischen den einzelnen lagen der sekundärwicklung und einmal vor dem aufbringen der primärwicklung.
5) wicklungssinn brauchst du keinen im sinn... wickle einfach drauf los, mach ne schlaufe (den mittelabgriff) und wickle weiter. oder wickle bifilar, geht auch. damit der wandler schwingen kann, muß der wicklungssinn der jeweiligen primär- und steuerwicklung vertauscht sein. einfach anschließen; es geht theoretisch 50/50, nach murphy aber in der praxis IMMER beim zweiten versuch, es sein denn, du willst das theorem beweisen.
6) vorwiderstand einfach ausprobieren. es reich EINER am mittelabgriff. zum abschalten sollte dieser auf massepotential gelegt werden, dann ist es sicher und es fließt auch kein ruhestrom.
7) ? je höher ß desto besser. bie bereits erwähnt (ich wiederhole mich, falls ich es noch nicht gesagt habe) haben sich beim selbsterregten wandler und betriebsspannungen unter 8V germanen besser bewährt.
sind halt nur so ziemlich ausgestorben...
8.1: wirklich? 8.2: der widerstand dient nur zur strombegrenzung, damit die zenerdioden nicht zerstört wertden. 10k ist da ein brauchbarer wert. anstelle der diodenkette gehen auch widerstände (die dann aber auch während des ladevorgangs etwas von der mühsam erzeugten hochspannung abziehen) und ein poti.
mit einer diodenkette ist man auf der sicheren seite daß sich nix verstellt oder durch feuchtigkeitseinflüsse verändert ect. . da gibts eine menge möglichkeiten. das schaltkriterium z.B. lässt du am besten durch ein exclusiv-immer gatter laufen!
ga
michael

[Waldschrat]

Nach so viel High Tech jetzt mal eine ganz andere Frage: Ich habe eine 12V Leuchtstofflampe geschlachtet, so eine Energiesparröhre. Da sind zwei gleiche Transistoren drauf, eine Diode, ein Widerstand und ein Kondensator sowie zwei Übertrager. Macht so ein Teil nicht auch seine 350V zum Zünden der Röhre? Sekundärseitig gehen drei Leitungen ab, die ich nicht zuordnen kann, da war auch nix an Hochspannung zu messen.

[Michael Kitzig (†)]

schöner gegentaktwandler.
kannst du wahrscheinlich sogar gebrauchen - wenn du sekundärseitig die spannung noch gleichrichtest.
die "dritte leitung" war die "Hf zündung" für die röhre; die brauchst du nicht.
und wenn dir die schaltung lieb ist: nie ohne last laufen lassen!
ach ja.. und eine abschaltmimik brauchst du auch noch.
ga
michael

[Waldschrat]

Schon der Brückengleichrichter reicht als Last aus?

[Karsten_Malcher]

Ich bin begeistert was für eine Fachdiskussion hier noch über das Thema entbrannt ist.

Es ist schön das so viel von der Theorie beleuchtet wird.
Und das sogar Micha2 die Prinzipien seines hervorragenden Wirkungsgrades offenbart hat.

Ich würde mich freuen wenn ich die ganzen Erkenntnisse in eine neue Entwicklung einfliessen lassen könnte.
Jedoch habe ich für eine zeitintensive Entwicklung leider nicht genügend Zeit. (Auch die letzte Schaltung ist schon unter Zeitdruck entstanden weil die Auslöse-Platine in die Fertigung gehen sollte.)

Zur Zeit würde ich aber dennoch gerne noch mindestens einen weiteren Blitz mit grösserer Leistung und besserem Wirkungsgrad aufbauen.
Das Problem dabei ist aber nicht das ich mich scheue dafür einen Übertrager zu wickeln, sondern vielmehr das es keine reproduzierbare Bauanleitung gibt wie man so eine Schaltung einfach nachbauen kann.
(Dieses Problem hatte ich damals versucht mit meiner Schaltung zu umschiffen.)
Natürlich kann man mit zeitaufwendiger Optimierung aus einem beliebigen ausgeschlachteten Ferrit-Kern und Lackdraht einen guten Wandler aufbauen. Jedoch leider nicht reproduzierbar weil das Material nicht für jeden zur Verfügung steht.
Es wäre daher schön wenn noch ein paar konkrete Bauvorschläge herauskämen, mit denen man das Ziel eines brauchbaren Hochleistungsblitz realisieren kann.
Dabei ist letztendlich nicht der ultimative Wirkungsgrad entscheidend, sondern ein Kompromiß aus Kosten und Nachbausicherheit.
Das gilt vor allem für andere Leute die auch einen Blitz aufbauen wollen und nicht über so viel Fachwissen verfügen.
Oder wie in meinem Fall auch nur eine begrenzte Zeit in die Thematik investieren können und wollen.

Ich bin auf jeden Fall gespannt wie es weitergeht ...

[Michael Kitzig (†)]

Schon der Brückengleichrichter reicht als Last aus?

NEIIIN!
da hauts dir die isolation im trafo kaputt.
du MUSST schon den blitzelko angeschlossen haben.
nicht überladen!

@ Karsten:
meine abgebildete einfach-schaltung eines selbsterregten gegentakt wandlers (ist im übrigen mit der von der leuchtstoffröhre identisch) funzt mit den angegebenen wickeldaten eigentlich mit fast JEDEM kern, sogar einem eisenkern...
oder z.B. HIER kaufen:

http://www.oppermann-electronic.de/Ferr ... ritte.html

es ist wirklich einfacher zu wickel als darüber zu schreiben.
nur, wer noch nie einen lötkolben in der hand gehabt hat, sollte besser mit einem anderen projekt als einem blitz anfangen, von wegen der hohen spannung und der eigenen sicherheit..

[Karsten_Malcher]

O.K. Und welchen Ersatz schlägst Du für die Germanium-Transistoren vor ?

[Lutz]

Z. B. BD 744C

[Lutz]

@ Michael Kitzig

1. PNP - oder NPN Transistor als Wandlertransistoren?

Was ist schaltungstechnisch besser oder gibt es da keinen Unterschied?

2. Elko zum puffern der Ladespannung (z.B. 1000 µF, 25 V): bringt das Vorteile bei 12 V und Verwendung von Siliziumtransistoren?

Die Bauteile sind bestellt. Bald gehts ans Wickeln.

Glückauf!

Lutz

[Michael Kitzig (†)]

ob pnp oder npn ist eigentlich egal, da aendert sich nur die polaritaet der betriebsspannung.
allerdings gibt es germanen ueber 10A m.W. nur als pnp.
die betriebsspannung (nicht die ladespannung!) sollte man schon mit einem elko puffern.
das verbessert das anschwingverhalten und am akku hängt ja auch noch ein bisschen mehr elektronik als nur der wandler.
z.B. kann die sensorschaltung (hab ich mehrere versionen von, wenns interessiert) dann schon mal ungewollt triggern...

ach ja, und beeil dich mit dem löten!
bevor du wegen der neuen EU richtlinien zur verwendung von blei kein lot mehr bekommst!

ga
michael

[JCF]

Hallo,

nach meiner Erfahrung ist ein Pufferelko extrem wichtig, da die Betriebsspannung sonst einsackt und der maximale Strom sogar begrenzt wird.

Habe noch etwas am Servoauslöser herumexperimentiert und bin dabei, eine Variante mit Mikrokontroller zu testen. (In einer weiteren Variante könnte er natürlich auch das Schaltnetzteil steuern). Ich benutze den internen Komparator zum Triggern. Da dieser Rail to rail funktioniert, kann ich ohne Verstärker eine hohe Empfindlichkeit erreichen.
Wichtig ist auch, dass der Emitterwiderstand des Phototransistors nicht zu gross ist, (10k ist gut), da er sonst bei Fremdlicht in die Sättigung geht und kein Signal mehr liefert.
Zum Schalten des Blitzes empfielt sich ein Optokoppler mit Triac z.B. MOC3052 (leider nicht überall zu kriegen), dann hat man eine galvanische Trennung und braucht nicht auf die Polarität am Blitzkontakt zu achten.

Das ganze muss aber jetzt noch in ein Gehäuse reingequetscht und Untertage getestet werden.

Jean-Claude

[Lutz]

Hier noch ein Link zum Wandlerselbstbau:

http://www.serious-technology.de/projekte.htm

Dort wird die Parallelschaltung von je zwei Wandlertransistoren mit einem niederohmigen Schutzwiderstand (0,15 Ohm, 5 W) beschrieben.

"Für jede Schaltstufe an den Primärspulen des Transformators wurden zwei dieser Transistoren parallel geschaltet, um mehr Power in den Trafo pumpen zu können. Bei einer Parallelschaltung von Bipolartransistoren (npn oder pnp) müssen, anders als bei MOSFETS, die Transistoren symmetriert werden. Ohne diese Symmetrierung mit den Emitterwiderständen R1-R4 würden die Transistoren ungleich belastet. Im Extremfall kann das dazu führen, daß einer der Transistoren abraucht, während der andere nur lauwarm ist.

Ein Bipolartransistor hat einen negativen Temperaturkoeffizienten, daß heißt er wird niederohmiger wenn er wärmer wird. Schaltet man ohne Symmetrierung zwei solcher Transistoren parallel, so wird aufgrund der Toleranzen dieser Bauteile einer der beiden Transistoren etwas mehr Strom abbekommen als der andere. Durch diesen etwas höheren Strom wird sich dieser "bessere" Transistor stärker erwärmen als der andere -> er wird noch niederohmiger und bekommt noch mehr Strom ab -> er wird noch heißer und niederohmiger ... bis er an Überhitzung stirbt. Ist dieser eine Transistor dann vollständig ausgefallen (hochohmig), bekommt der zweite, ihm parallel geschaltete, Transistor den vollen Strom ab... bis auch er verdunstet. Grund genug, diese Widerstände einzubauen, wenn sie auch den Wirkungsgrad des Wandlers verschlechtern.

Die Emitterwiderstände (0,15 Ohm / 5W) funktionieren folgendermaßen: Wenn jetzt, wie in obigem Absatz beschrieben, ein Transistor etwas mehr (Kollektor-)Strom leiten "will" als der andere, so fließt dieser höhere Strom auch durch dessen Emitterwiderstand und es entsteht ein erhöhter Spannungsabfall an ihm. Dieser Spannungsabfall wirkt der Basisspannung des Transistors entgegen, verringert sie, und reduziert dadurch über den Basisstrom auch wieder den Kollektorstrom. Der Transistor wird gewissermaßen "ausgebremst".

Dieses "Ausbremsen" wirkt sich bei beiden parallelen Transistoren gleich aus. "Will" einer davon aufgrund von Bauteiletoleranzen oder Temperaturunterschieden mehr Strom leiten als der andere, wird er durch den Spannungsabfall am Emitterwiderstand zugedreht und der andere Transistor wird im selben Zug etwas weiter aufgedreht. Auf diese Weise werden die Ströme durch beide Transistoren aneinander angeglichen, also symmetriert."

Das wär doch mal einen Versuch wert!

Glückauf!

Lutz

[Michael Kitzig (†)]

Grund genug, diese Widerstände einzubauen, wenn sie auch den Wirkungsgrad des Wandlers verschlechtern.

??? das ist doch nicht dein ernst!
lutz, beschäftige dich doch bitte mal etwas mit den grundlagen.
das spart nerven und bauteile.

zur sache:
der in deinem text angegebene vorgang ist GENAU DER GRUND, warum die zwei leistungstransistoren auf einen GEMEINSAMEN KÜHLKÖRPER montiert werden um eine gute thermische kopplung zu erreichen, welche dann dem genannten effekt entgegensteuert.
reicht das nicht, nimmt man ntc`s und regelt damit den basisstrom.
ist bei ausreichender dimensionierung der transistoren und der o.a. kopplung aben noch nie nötig gewesen!

[Lutz]

Nun ja,

wie auch immer,

mein Ziel ist es, eine selbstgewickelte Gegentaktwandlerschaltung mit mindestens 60% Wirkungsgrad zu bauen und diese dann hier einzustellen. Die Diskussion war bisher fruchtbar, so daß ich glaube dies zu schaffen. Ich werde übrigens 20A Leistungstransistoren (BD 746C) auf kleinen Kühlkörpern ausprobieren und meine Meinung dazu kundtun. Germanium hin und her, die sind als Leistungstransistoren dieser Klasse kaum mehr zu bekommen.

Glückauf!

Lutz

[Karsten_Malcher]

Yeah weiter so

Gibt mir mehr

Das hört sich nach einer konkreten nächsten Version an ...

[Lutz]

So, der Wickeldraht ist angekommen.

Ich wickele für Betriebsspannung 12 V und 6 A Stromaufnahme folgende Windungszahlen und Drahtstärken:

Primärwicklung: 2 x 9 Windungen, 1 mm
Steuerwicklung: 2 x 2 Windungen, 0,2 mm
Sekundärwicklung: 450 Windungen, 0,2 mm

Mal sehen, wie das wird. Näheres später.

Glückauf!

Lutz