Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Zeilentrafoschaltung zerstört MOSFET?


von Hägar (Gast)


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Moin Leute, ich habe mir eine Zeilentrafoansteuerung mit dem NE555er 
gebastelt:
Der 555er ist als Astabile Kippstufe beschaltet. Pin 3 vom 555er - also 
OUT - geht auf einen MOSFET und zwar den IRFP460 (kann 20A, 500V)

OUT vom 555er geht also auf Gate, Source geht auf Masse und Drain geht 
dann über einen Draht, den ich um den Kern des Zeilentrafos gewickelt 
habe, auf Plus.

Die ganze Schaltung betreibe ich über ein Labornetzteil mit etwa 16 
Volt, die Stromaufnahme variert zw. 1,5 und 2A.
Der MOSFET hängt an einem Kühlkörper und wird noch von einem Lüfter 
angeblasen, wird also höchstens lauwarm.

Soweit sogut, der Zeilentrafo spuckt auch Blitze was das Zeug hält. 
Jetzt wollte ich aber etwas testen und habe dazu an das dicke rote Kabel 
des Zeilentrafos, das oben rauskommt, einfach mal einen Draht gehalten, 
der mit der Erdung der Steckdose verbunden ist. Ein Blitz - schwupp und 
die Schaltung macht keinen Muks mehr, nur wird der 555er sauheis, OUT 
also überlastet.
Beim Prüfen habe ich dann erkannt, dass der MOSFET offenbar nicht mehr 
richtig sperrt. Ich habe leider kein Oszi um das jetzt zu visualisieren, 
aber stellt es euch so vor: Man beschaltet den MOSFET so, dass Source 
auf Masse geht und Drain über eine LED + Vorwiderstand auf Plus, Gate 
kommt abwechselnd an Plus und Minus der Schaltung. Eig. sollte die LED 
jetzt ausleuchten-ausgehen, tut sie aber nicht und leuchtet stattdessen 
auerhaft, wird nur geringfügig heller, wenn man Gate an Plus hebt; 
kurzum, der IRFP 460 ist am A****.

Jetzt wüsste ich gerne, warum.
Ich würde nur ungern weiter rumbasteln und noch ein paar töten, denn die 
sind teuer.

Könnt ihr mir helfen?
Danke im Voraus!

von Klaus R. (klara)


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Hägar schrieb:
> Jetzt wüsste ich gerne, warum.
> Ich würde nur ungern weiter rumbasteln und noch ein paar töten, denn die
> sind teuer.

Zeig mal Deine Schaltung. So kann man nur raten.
Gruss Klaus.

von Hägar (Gast)


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Ich habe sie doch beschrieben. Aber gut, hier der Schaltpan. R1 und R2 = 
470 Ohm, C1 = 22nF
Ergibt an OUT rechnerisch eine Frequenz von rund 70000 Hz.

von Nase (Gast)


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Das Schaltbild kann so nicht stimmen.
Beide Anschlüsse der Secundärwicklung hängen ja in der Luft.
Wenn du davon einen Draht gegen Erde hälst passiert erst mal gar nichts.
Da wird ja noch kein Stromkreis geschlossen.
Anders sieht es aus wenn die Beiden Wicklungen nicht richtig galvanisch 
getrennt sind! Wer weis wo du da eine Hochspannung in deine Schaltung 
gejagt hast.

von Bssss! (Gast)


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Oft ist die Sekundärseite der Hochspannung an dem "kalten" Ende nur 
schlecht isoliert, weil diese Seite im Normalbetrieb auf GND liegt. 
Außerdem hast du Kapazitäten in der Spule, kurzum, das Ding ist nicht 
wirklich floatend. Vermutlich hast du den Mosfet gekillt. Sollte ein 
Überspannungsimplus das Gate getroffen haben ist dieses quasi sofort 
kaputt.

=> Neuer Mosfet rein und keine HV in die Schaltung kommen lassen ;)

von freilauf (Gast)


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Wo ist die Freilaufdiode?

von Bssss! (Gast)


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Die wäre Kontraproduktiv. Eine Freilaufdiode verhindert 
Induktionsspannung. Ein Zeilentrafo transformiert aber grade diese 
Induktionsspannung hoch um den Blitz zu erzeugen. Diode dran und da 
funkt nix mehr. Also nicht immer Freilaufdiode schreien nur weil ne 
Induktivität geschaltet wird ;)

Nase schrieb:
> Das Schaltbild kann so nicht stimmen.
> Beide Anschlüsse der Secundärwicklung hängen ja in der Luft.

Das ist eine Funkenstrecke, Schaltbild stimmt schon

von Hägar (Gast)


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Danke erstmal. wie kann ich denn Hochspannungsimpulse am MOSFET 
verhindern? Einen Kondensator paralle zur Wicklung um den Kern kann ich 
ja schlecht einbauen, dann ist mein Signal hinüber.

Aber was ich halt absolut nicht kapiere: Das Ding schmeißt Minutenlang 
Funken zwischen dem dicken roten Kabel und dem etwas dünneren Kabel und 
den Pins - problemlos. Alle Kombinationen möglich.
Und dann hebe ich das Rote Kabel an die Erdung, die ja eigendlich gar 
nix mit der Schaltung zu tun hat und mir krepiert der MOSFET?

von Tony (Gast)


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freilauf schrieb:
> Wo ist die Freilaufdiode?

Freilaufdiode wäre auch mein Hinweis!

von Besserwisser (Gast)


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> Jetzt wollte ich aber etwas testen und habe dazu an das dicke rote
> Kabel des Zeilentrafos, das oben rauskommt, einfach mal einen Draht
> gehalten, der mit der Erdung der Steckdose verbunden ist.

Der Strom findet seinen Weg, wenn auch über den Kern in die Primärseite.
Beitrag "Re: Strommessung an Hochspannung"

von Daniel V. (Gast)


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Hab auch mal mit so zeugs rumgespielt...naja, immer schön die Finger weg 
von der sek. Seite:-)


Also was ich vorschlagen würde:
-
70kHz ist zu viel...die Frequenz sollte sich an die des ZTrafo halten 
und diese dinger sind im TV genau auf 15,625 KHz resonant....also dein C 
mit ca 100nF ersetzen.
-
Der Mosfet geht kaputt weil die sekundärseite nicht an masse liegt, also 
muß
ein Ende an Minus = Source = Pin1 NE555.
...danach darfst do aber das offene Ende nicht mehr berühren...ging 
wahrscheinlich vorher auch nicht :-(
-
Achso...und schau das dein handy usw mindestens 1m von der funkenstrecke 
weg liegt, sonst brauchst du ein neues....geht aber problemlos, die 
können eine zerstörung durch Feldhochspannung nicht nachweisen:-)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Daniel V. schrieb:
> 70kHz ist zu viel...die Frequenz sollte sich an die des ZTrafo halten
> und diese dinger sind im TV genau auf 15,625 KHz resonant

Auch das Tastverhältnis kann hier eine Rolle spielen. Der 
(Rücklauf-)Puls am Trafo sollte schon so rund 4µs sein, die restlichen 
60µs sind für den 'Hinlauf'.
Optimal wäre es, die gleichen Resonanzverhältnisse wie im Original-TV 
hinzubekommen.

Tony schrieb:
> Freilaufdiode wäre auch mein Hinweis!

Ne, das ist, wie oben schon gesagt, kontraproduktiv. Wen die Bodydiode 
des MOSFet nicht reicht bzw. zu langsam ist, dann eben noch eine 
schnelle dazu parallel.

von MaWin (Gast)


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> 70kHz ist zu viel

Na ja, das ist halt so eine typische Kleinkinder-Bastelschaltung.
Würden die alles richtig machen und wirklich 150W bei 35kV rausholen wie 
ein Fernseher wären die alle tot.

Die Freilaufdiode kann eine 500V Z-Diode von Drain zu Gate sein, die den 
MOSFET einschaltet wenn die Spannung seinen Grenzwert erreicht, damit 
die Leistung dann im MOSFET und nicht in der Freilaufdiode verheizt 
wird.

Man müsste noch eine Menge berechnen, die Spannungsfestigkeit des Trafos 
je nach Windungsende, die Effekte von nur 16V statt 120V 
Versorgungsspannung im Fernseher.

von klaus auf arbeit (Gast)


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Streuinduktivität?
Avalanche-Betrieb des MOSFETs?
Wofür sonst braucht man sonst einen (zwangsbelüfteten) Kühlkörper bei 
den paar Ampere?

von oszi40 (Gast)


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Matthias Sch. schrieb:
> des MOSFet nicht reicht bzw. zu langsam ist, dann eben noch eine
> schnelle dazu parallel.

Die große Kunst ist: die Kennline des MOSFETS in dem Bereich zu benutzen 
wo er am Leben bleibt. Da wir nicht wissen wie steil oder böse Deine 
Impulse sind, wirst Du wohl noch einige MOSFETS brauchen, bis es optimal 
läuft. In ungünstige Fällen brennen auch noch Leiterzüge weg.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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MaWin schrieb:
> die Spannungsfestigkeit des Trafos
> je nach Windungsende, die Effekte von nur 16V statt 120V
> Versorgungsspannung im Fernseher.

Zumal ZTrafos natürlich nicht dafür gedacht sind, auf Kurzschluss und 
Funken zu arbeiten, sondern eine geregelte Hochspannung im mA Bereich zu 
liefern. Wenn das dann noch ein Diode-Split Trafo ist, knallt dabei 
irgendwann die Diode durch.

von Harald W. (wilhelms)


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freilauf schrieb:
> Wo ist die Freilaufdiode?

Eine Freilaufdiode ist zwar nicht angebracht, eine Spannungsbegrenzung
für den Schalttransistor per Z-Diode o.ä. aber schon. Zusätzlich
eine Begrenzung des Gates auf ca.15V auch mit Z-Diode.
Gruss
Harald

von Hägar (Gast)


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MaWin schrieb:
> Na ja, das ist halt so eine typische Kleinkinder-Bastelschaltung.
> Würden die alles richtig machen und wirklich 150W bei 35kV rausholen wie
> ein Fernseher wären die alle tot.

Wer sagt denn, dass der Zeilentrafo aus einem Fernseher kommt? Der kommt 
aus einem Röhren-PC-Bildschirm.
Wikipedia meint hierzu: "In Monitoren wird der Zeilentrafo mit 
verschiedenen Frequenzen betrieben, die von der Auflösung des vom 
Computer gesendeten Bildes abhängen. So beträgt beispielsweise die 
Zeilenfrequenz eines Monitors bei einer Auflösung von 1024×768 Pixeln 
und 85 Hz Vertikalfrequenz etwa 68,7 kHz."
Und mit meinen 70000 MHz bekomme ich nunmal die besten Ergebnisse. Es 
ist nicht so, dass ich es noch nicht mit 16000 Hz versucht hätte.

von HF (Gast)


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Hägar schrieb:
> Und mit meinen 70000 MHz

Respekt! Nicht jeder schafft es, einen NE555 mit 70 GHz schwingen zu 
lassen ;-)

von Hägar (Gast)


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HF schrieb:
> Respekt! Nicht jeder schafft es, einen NE555 mit 70 GHz schwingen zu
> lassen ;-)

Tja :D
Ist mir auch aufgefallen, nachdem ich auf Absenden geklickt hatte.

von 12345 (Gast)


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HF schrieb:
> Respekt! Nicht jeder schafft es, einen NE555 mit 70 GHz schwingen zu
>
> lassen ;-)

Der 555er ist auch bei 70KHz nicht mehr ideal...

von Andi_73 (Gast)


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Eventuell ist deine Versorgungsspannung nicht Potentialgetrennt zum Netz
und somit zum PE. Sonst gäbe es beim berühren des PE mit dem HV Abgang
des Diodensplittrafos nicht so einen Knall.

von Betschik (Gast)


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Mit einem billigen Netzgerät hatte ich beim rumspielen mit Zeilentrafo 
mal etwas ähnliches. In dem Netzteil war ein kleiner Kondensator vom + 
zum PE, der durchgeschlagen war.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Hägar schrieb:
> Aber was ich halt absolut nicht kapiere: Das Ding schmeißt Minutenlang
> Funken zwischen dem dicken roten Kabel und dem etwas dünneren Kabel und
> den Pins - problemlos. Alle Kombinationen möglich.
> Und dann hebe ich das Rote Kabel an die Erdung, die ja eigendlich gar
> nix mit der Schaltung zu tun hat und mir krepiert der MOSFET?

Ich weiß gar nicht, was du hast? Du wolltest eine "Schaltung" bauen, die 
durchaus nicht mehr ungefährliche Energiemengen unkontrolliert entlädt. 
Das ist dir auf ganzer Linie gelungen. Es ist sicher besser, der MOSFET 
ist tot, als du.

von klaus auf arbeit (Gast)


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Warum der mosfet nun gestroben ist, hat noch niemand gesagt...

Ich tippe auf Überspannung.

Was hast Du für einen Mosfettreiber verwendet? in deiner schaltung ist 
jedenfalls keiner eingezeichnet. Man bräuchte ein Oszilloskop, welches 
du parallel zum Transistor schaltest. Dann siehst Du auch, weshalb der 
"ablebt".

Nochwas: wie entmagnetisierst Du den Kern? Du durchfährst die 
Hystereseschleife vom Kern nur in eine Richtung?

von Harald W. (wilhelms)


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klaus auf arbeit schrieb:

> Warum der mosfet nun gestroben ist, hat noch niemand gesagt...

Das kann auch keiner genau sagen.

> Ich tippe auf Überspannung.

Alle anderen vor Dir auch. :-)
Gruss
Harald

von Bssss! (Gast)


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klaus auf arbeit schrieb:
> Nochwas: wie entmagnetisierst Du den Kern? Du durchfährst die
> Hystereseschleife vom Kern nur in eine Richtung?

[ ] Du kennst die Funktionsweise eines Zeilentrafos

klaus auf arbeit schrieb:
> Was hast Du für einen Mosfettreiber verwendet? in deiner schaltung ist
> jedenfalls keiner eingezeichnet. Man bräuchte ein Oszilloskop, welches
> du parallel zum Transistor schaltest. Dann siehst Du auch, weshalb der
> "ablebt".

Er nutzt direkt den Ausgang des 555. Nicht das beste aber 555er lebt. 
Ein Oszi wäre allerdings wirklich hilfreich, wenn der 555 zu langsam 
schaltet kann der Mosfet durch den langen Linearbetrieb stück für stück 
durch Hotspots zerstört werden

von Harald W. (wilhelms)


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Bssss! schrieb:

> Er nutzt direkt den Ausgang des 555. Nicht das beste aber 555er lebt.

Der 555 ist als FET-Treiber eigentlich gar nicht so schlecht.
Er hat eine Gegentaktendstufe, die mindestens 200mA treiben kann.
Gruss
Harald

von Hägar (Gast)


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Ein Oszilloskop habe ich leider nicht. Schade, dann bleibt wohl die 
Ursache für die Überspannung am MOSFET ungeklärt. Naja, dann werde ich 
mich zukünftig eben hüten, die Erdung an den Zeilentrafo zu hängen.

von Jörg R. (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)


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Hägar schrieb:
> Ich habe sie doch beschrieben. Aber gut, hier der Schaltpan. R1 und R2 =
> 470 Ohm, C1 = 22nF
> Ergibt an OUT rechnerisch eine Frequenz von rund 70000 Hz.

Hallo,
dass die Schaltung Murks ist, wurde ja bereits angedeutet.
Hier findest Du etwas weiter unten einige gut funktionierende und auch 
eine viel einfachere Schaltung zu diesem Thema:
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap13_3/Kapitel13_3.html#13.3.1
Insbesondere zu beachten sind die Hinweise zur Ansteuerung von 
Zeilentrafos mit der richtigen Polarität.

Jörg

von klaus auf arbeit (Gast)


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klaus auf arbeit schrieb:
> Nochwas: wie entmagnetisierst Du den Kern? Du durchfährst die
> Hystereseschleife vom Kern nur in eine Richtung?

[ ] Du kennst die Funktionsweise eines Zeilentrafos

Offenbar ja nicht, schade aber auch :(

Flusswandler oder Sperrwandler?
Schön, das gerade der Link oben kam eben MIT dem Hinweis auf die 
Polarität der Sekundärwicklung.

Die parasitären Kapazitäten spielen mit der Streuinduktivität des 
Zeilentrafos einher und bilden einen Resonanzkreis, welcher in der "Aus" 
Phase des Fets munter vor sich hin klingelt.
200mA sind nicht etwas wenig, wenn man vernünftige Scaltzeiten erreichen 
will? Ist der 555 vernüftig abgeblockt und klingelt das Gate nicht? Man 
kann nicht mal eine 100V Z-diode von Drain nach Gate legen, um den Fet 
im ernstfall durchzusteuern und seine U_GS auf ungefährliche Werte zu 
senken, da der 555 sicherlich schaden nimmt.
Tipp: schalte einen TLP250 zwischen NE555 und dem MOSFET.

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