Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Problem mit Zündschaltung für Xenon-Lampe


von Paul A. (paul_a91)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Zusammen,
ich habe ein Problem mit meiner Schaltung. Es soll eine Xenon-Blitzlampe 
gezündet werden
Grundlage ist dieser Treiberbaustein:
https://www.mouser.de/ProductDetail/946-MP3351DQLFP

Die wesentlichen Bauteile sind:
Transformator:
https://www.mouser.de/ProductDetail/994-LPR6235-253LMRC
Gleichrichter:
https://www.mouser.de/ProductDetail/757-CMG03TE12LQM
Ladekondensator:
https://www.mouser.de/ProductDetail/667-ECW-FD2W105K?R=ECW-FD2W105Kvirtualkey66720000virtualkey667-ECW-FD2W105K
Zündkondensator:
https://www.mouser.de/ProductDetail/810-CGA5K4X7R2J223KS?R=CGA5K4X7R2J223K130AEvirtualkey52130000virtualkey810-CGA5K4X7R2J223KS
Zündtrafo:
http://www.ontech-corp.com/products_coil01.html
IGBT:
https://www.mouser.de/ProductDetail/863-TIG067SS-TL-2W
Die Schaltung ist so aufgebaut wie im Bild. Versorgt wird das ganze über 
3 AAA-Batterien, also 4,5V (VBATT). An Vin liegen 3,3V von einem 
Spannungsregler:
https://www.mouser.de/ProductDetail/998-MIC5219-3.3YM5TR
Gesteuert wird das Ganze über einen Mikrocontroller.
Über den Spannungsteiler an FB liegen 380k zu 1,2k, also ca. 305V.
Der Kondensator lädt sich auf und beim Triggern des IGBT scheint auch 
ein Strom zu fließen , weil der Kondensator entladen wird. Aber die 
Lampe blitzt nicht.
Betrieben werden soll diese Lampe (300V):
https://www.xenonflashtubes.com/flash-reflector-assembly/xftr-2018-flash-lamp-miniature-assembly_84.html
Hat Irgendwer eine Idee wo das Problem liegen könnte?

von Erich (Gast)


Lesenswert?

Paul A. schrieb:
> Hat Irgendwer eine Idee wo das Problem liegen könnte?

Paul A. schrieb:
> Versorgt wird das ganze über
> 3 AAA-Batterien

Die Batterien sind evtl. zu schwach.
Versuchshalber kast du mal den Eingangskondensator von 10u deutlich 
vergrössern. 220u oder mehr.

Gruss

von Paul A. (paul_a91)


Lesenswert?

Erich schrieb:
> Paul A. schrieb:
>> Hat Irgendwer eine Idee wo das Problem liegen könnte?
>
> Paul A. schrieb:
>> Versorgt wird das ganze über
>> 3 AAA-Batterien
>
> Die Batterien sind evtl. zu schwach.
> Versuchshalber kast du mal den Eingangskondensator von 10u deutlich
> vergrössern. 220u oder mehr.
>
> Gruss

Danke für den Hinweis. Hab das Ganze probehalber am Labornetzteil. Aber 
auch hier tut sich leider nichts.

von Michael U. (amiga)


Lesenswert?

Hallo,

das, was Du hier verlinkt hast:

Paul A. schrieb:
> Ladekondensator:
> 
https://www.mouser.de/ProductDetail/667-ECW-FD2W105K?R=ECW-FD2W105Kvirtualkey66720000virtualkey667-ECW-FD2W105K

ist alles mögliche, aber kein 47µF Blitzelko (normale Elkos gehen 
nicht).

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


Lesenswert?

Mit kleinem FolienKondensator, statt des 47u solltest Du bei absoluter 
Dunkelheit in der Roehre einen Triggerfunken/-blitz sehen und dass sich 
auf die Laenge ein paar "Leuchtspuren" bilden.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Michael U. (amiga)

>https://www.mouser.de/ProductDetail/667-ECW-FD2W10...

>ist alles mögliche, aber kein 47µF Blitzelko (normale Elkos gehen
>nicht).

Für ein paar Tests wird es reichen, auf Dauer wird es den normalen Elko 
zerlegen 8-0

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Paul A. schrieb:
> Hat Irgendwer eine Idee wo das Problem liegen könnte?
Irgendjemand heißt das!

Was soll der IGBT in der Leistungsstrecke?

Jede, mir bekannte, Blitzschaltung hat die Röhre direkt am Elko hängen 
und steuert nur den Zündtrafo an, gerne auch mit einem Thyristor.

Wenn Du den Blitz vorzeitig abschalten willst, müsste der IGBT 
durchgeschaltet sein, bevor der Zündimpuls getriggert wird und könnte 
danach getrennt werden.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Paul A. (paul_a91)

>Über den Spannungsteiler an FB liegen 380k zu 1,2k, also ca. 305V.
>Der Kondensator lädt sich auf

Hast du das gemessen?

> und beim Triggern des IGBT scheint auch
>ein Strom zu fließen , weil der Kondensator entladen wird.

Wie schnell?

> Aber die
>Lampe blitzt nicht.

Zündtrafo falsch angeschlossen? Miß mal, ob sich der Kondensator am 
Zündtrafo auflädt.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Manfred (Gast)

>Was soll der IGBT in der Leistungsstrecke?

Kann man machen, dann kann man die Blitzdauer steuern.

>Jede, mir bekannte, Blitzschaltung hat die Röhre direkt am Elko hängen
>und steuert nur den Zündtrafo an, gerne auch mit einem Thyristor.

Ja, bei 30 Jahre alten Schaltungen.

>Wenn Du den Blitz vorzeitig abschalten willst, müsste der IGBT
>durchgeschaltet sein, bevor der Zündimpuls getriggert wird

Unsinn. Das Einschalten des IGBT zündet erst die Röhre!

> und könnte danach getrennt werden.

Eben darum ein IGBT und kein old school Thyristor.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:

> Jede, mir bekannte, Blitzschaltung hat die Röhre direkt am Elko hängen
> und steuert nur den Zündtrafo an, gerne auch mit einem Thyristor.

Du hast eine neue kennen gelernt.


> Wenn Du den Blitz vorzeitig abschalten willst, müsste der IGBT
> durchgeschaltet sein, bevor der Zündimpuls getriggert wird und könnte
> danach getrennt werden.

Die Schaltung ist bewährt und funktioniert normal auch.

von der schreckliche Sven (Gast)


Lesenswert?

Paul A. schrieb:
> Über den Spannungsteiler an FB liegen 380k zu 1,2k, also ca. 305V.

Hast Du die Spannung nur errechnet, oder auch gemessen?
Wenn der winzige Übertrager geeignet ist, so hohe Spannung zu erzeugen, 
fände ich das erstaunlich, aber sag niemals nie.
Die Gleichrichterdiode ist jedenfalls spannungsmäßig sehr knapp 
bemessen. Besser wäre eine "Ultra Fast"- Diode für 600V.

Paul A. schrieb:
> beim Triggern des IGBT scheint auch
> ein Strom zu fließen , weil der Kondensator entladen wird.

Ja klar, über den 1M Widerstand.

Manfred schrieb:
> Irgendjemand heißt das!

Hat Dich irgendwer danach gefragt?

von hinz (Gast)


Lesenswert?

der schreckliche Sven schrieb:
> Besser wäre eine "Ultra Fast"- Diode für 600V.

Besser mehr als 600V.

von Paul A. (paul_a91)


Lesenswert?

Vielen Dank an alle, da sind doch schon mal ein paar nützliche Hinweise 
dabei.


> Paul A. schrieb:
>> Über den Spannungsteiler an FB liegen 380k zu 1,2k, also ca. 305V.
>
> Hast Du die Spannung nur errechnet, oder auch gemessen?

Tatsächlich nur berechnet, das werde ich nochmal prüfen, aber wie 
geschrieben lädt sich der Kondensator auf und die gewünschte Spannung 
von etwas über 300V stellt sich auch ein.

Die Hinweise zum Fotokondensator sind war richtig, aber es handelt sich 
um einen Tracer für Airsoft und ich hab keinen Platz in dem Gerät für 
einen fetten Elko. Bei dem gewählten Kondensator handelt es sich auch 
nicht um einen Wald- und Wiesenelko, sondern einen Folienkondensator. Es 
gibt auf dem Markt bereits Geräte die mit vergleichbaren Kondensatoren 
arbeiten, das hat sich also bewährt.

> Die Gleichrichterdiode ist jedenfalls spannungsmäßig sehr knapp
> bemessen. Besser wäre eine "Ultra Fast"- Diode für 600V.

Guter Hinweis, ich hab jetzt mal diese Diode rausgesucht:
https://www.mouser.de/ProductDetail/Diodes-Incorporated/US3M-13?qs=sGAEpiMZZMu0dYp3dYbBlR%252bvDeSG%252bfUuA9A1KSll7x8%3d

> Manfred schrieb:
>> Irgendjemand heißt das!
>
> Hat Dich irgendwer danach gefragt?
https://deutschegrammatik20.de/pronomen/indefinitpronomen/indefinitpronomen-irgendwer-irgendjemand/

;-)

: Bearbeitet durch User
von Michael K. (Gast)


Lesenswert?

Schau Dir die Spannung über Cout an. (100/1 Tastkopf, sonst Oszi tot)
Die fällt in wenigen us auf nahe Null, wenn die Röhre zündet.
Kein schöner Betrieb für einen Elko (ESR), aber kann lange halten wenn 
genug Pausen dazwischen sind.

Diode und IGBT haben keine Spannungsreserven.
Dein Coupled Induktor ist für niederspannungs-Sepic etc. gedacht.
Durch die 1/1 Kopplung sieht Dein MP3351 die vollen 300V + Spitzen durch 
die Streuinduktivität. Bei 60V/2A max rating garnicht gut.

Das haut hinten und vorn nicht hin mit Deiner Messung.
Der MP3351 müsste sich voll im Avalanche Betrieb befinden und sauheiß 
werden weil die ganze Energie des Flyback verbraten wird.

Multimeter Messungen sind vollkommen wertlos bei so einer Schaltung.
Auch mit dem Oszi muss man gut umgehen können um nicht nur Hausnummern 
zu Messen.
Die Berechnungen im DS hast Du durchgeführt?

Fliegender Aufbau geht garnicht, gutes Layout und Befilterung der MP3351 
VCC ist unbedingt notwendig.
Der switcht mit bis zu 400Khz bei einem grenzwertig dimmensionierten 
Flyback Trafo, das ist schon anspruchsvoll das mehr als nur 'irgendwie 
hinzukriegen'.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Michael K. (Firma: Knoelke Elektronik) (knoelke)

>Schau Dir die Spannung über Cout an. (100/1 Tastkopf, sonst Oszi tot)

Unsinn! Die meisten Oszis halten 300-400V DIREKT am Eingang aus, die 
allermeisten 10:1 Tastköpfe sind auf 400-600V spezifiziert. Man braucht 
keine Sekunde einen 100:1 Tastkopf.

>Dein Coupled Induktor ist für niederspannungs-Sepic etc. gedacht.
>Durch die 1/1 Kopplung sieht Dein MP3351 die vollen 300V + Spitzen durch
>die Streuinduktivität. Bei 60V/2A max rating garnicht gut.

Quark. Schon mal das Datenblatt angeschaut? Der OP hat die Version mit 
10:1, 1:1 gibt es bei der Baureihe gar nicht!

>Das haut hinten und vorn nicht hin mit Deiner Messung.

Vor allem mit deinem Kommentar!

>Multimeter Messungen sind vollkommen wertlos bei so einer Schaltung.

Unsinn, zumindest die 300V Ausgangsspannung kann man damit erstmal 
messen.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@Paul A. (paul_a91)

>Tatsächlich nur berechnet, das werde ich nochmal prüfen, aber wie
>geschrieben lädt sich der Kondensator auf und die gewünschte Spannung
>von etwas über 300V stellt sich auch ein.

Wenn du das nicht gemessen hast, woher weißt du das dann?

>einen fetten Elko. Bei dem gewählten Kondensator handelt es sich auch
>nicht um einen Wald- und Wiesenelko, sondern einen Folienkondensator.

Ist OK, die können schon einiges ab. Aber in deinem Link ist ein 1uF 
Kondensator, im Schaltplan sind es 47uF. Was ist nun real verbaut?

>Guter Hinweis, ich hab jetzt mal diese Diode rausgesucht:
>https://www.mouser.de/ProductDetail/Diodes-Incorpo...

Ist OK.

von Michael U. (amiga)


Lesenswert?

Hallo,

Paul A. schrieb:
> Tatsächlich nur berechnet, das werde ich nochmal prüfen, aber wie
> geschrieben lädt sich der Kondensator auf und die gewünschte Spannung
> von etwas über 300V stellt sich auch ein.

das heißt der Wandler läuft, egal wie gut oder schlecht.
Ich vermute stark, daß die Kapazität nicht reicht um die Röhre überhaupt 
in die Bogenentladung zu bekommen.
Für das Blitzen ist letztlich nur Zündschaltun und die Energie aus dem 
Kondensator zuständig.
Geladen wird wenn die Xenon-Röhre unter der Löschspannung angekommen ist 
und verlischt oder eben der IGBT vorher abschaltet.

IGBT kann man auch erstmal weglassen, direkt an GND und die Verbindung 
zur Zündschaltung (R/C) abtrennen. Wenn der Verbindungspunkt (R/C) kurz 
an GND gelegt wird muß die Röhre zünden wenn der Kondensator geladen 
ist.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von Michael K. (Gast)


Lesenswert?

Falk B. schrieb:
> Unsinn! Die meisten Oszis halten 300-400V DIREKT am Eingang aus,
> (+ das übliche herablassende aggro Geschwalle)
Ganz ruhig Brauner, alles wird wieder gut wenn die Medikamente erst 
wirken.
Sollte man sich sicher sein bevor man das Oszi himmelt, ich kennen 
welche die bei mehr als 5V dicke Backen machen.

1/100 ist immer eine gute Wahl bei höheren Spannungen, schon wegen dem 
höheren Tastkopfwiderstand, denn die Spannungsfestigkeit der Tastköpfe 
gilt für Peak. Bei Dauerbelastung brennen manchmal die Widerstände ab.
An den max Grenzen herumkrauten und sich das Oszi zerballern ist 
bestimmt ein ganz toller Plan.

Bei dem Übertrager habe ich mich vertan, geschenkt, freu Dich, darfst ja 
Recht haben.
Angegeben ist aber nur eine Winding to Winding Spannungsfestigkeit.
Was die Wicklungsisolation bei 300V sagt darüber steht da kein Wort und 
das sollte einem zu denken geben.
Kleine Flyback Trafos für 230 V ungedreht zu betreiben ist da viel 
sicherer.

Ich arbeite gerade lustigerweise an einer UV Blitzröhre, die ich 
zwischen 420V und 800V betreibe um die Lampendegration auszugleichen.
100nF sind hier mehr als ausreichend um einen kräftigen Blitz zu 
erzeugen.
Bei unter 400V zündet die nicht mehr.
Während ich das schreibe klackert das Teil neben mir fröhlich vor sich 
hin :-)

von Michael K. (Gast)


Lesenswert?

Michael U. schrieb:
> Wenn der Verbindungspunkt (R/C) kurz
> an GND gelegt wird muß die Röhre zünden wenn der Kondensator geladen
> ist.

Genau so mache ich das auch.
Die hohen Peakströme müssen ja nicht über den IGBT.

von Michael U. (amiga)


Lesenswert?

Hallo,

Michael K. schrieb:
> Genau so mache ich das auch.
> Die hohen Peakströme müssen ja nicht über den IGBT.

das ist nicht unbedingt sein Problem, macht das ja durchaus so.
Sinn ist dann aber die Lichtmege dosieren zu können und eben vorzeitig 
abzuschalten. War für Fotoblitze interessant, weil die Öffnungszeit des 
Verschlusses viel länger als die Blitzzeit war.

Gruß aus Berlin
Michael

von der schreckliche Sven (Gast)


Lesenswert?

Michael U. schrieb:
> War für Fotoblitze interessant, weil die Öffnungszeit des
> Verschlusses viel länger als die Blitzzeit war.

Da hat sich überhaupt nichts geändert bis Heute. Auch bei Digitalkameras 
ohne mechanischem Verschluss ist es sinnvoll, wenn nicht notwendig, die 
Lichtmenge beim Blitzen den Gegebenheiten anzupassen.
Das Schaltbild zum Eingangspost zeigt den Leistungsteil für einen 
Fotoblitz.

@knoelke
Erst lesen, dann kritisieren.

Michael K. schrieb:
> Kein schöner Betrieb für einen Elko (ESR),

Paul A. schrieb:
> Ladekondensator:
> 
https://www.mouser.de/ProductDetail/667-ECW-FD2W105K?R=ECW-FD2W105Kvirtualkey66720000virtualkey667-ECW-FD2W105K

von Paul A. (paul_a91)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

So, nochmal danke an alle Beteiligten für die nützlichen Hinweise. Die 
Schaltung läuft jetzt. Problem war tatsächlich, dass der Transformator 
falsch dimensioniert war. Ich hab nicht gerafft, welche DS-Spannung in 
der 2. Gleichung  gemeint war, bis ich drauf gekommen bin, dass die 
wahrscheinlich den internen FET meinen der die Spule schaltet (Bild 2). 
Dann wäre DS etwa meine Batteriespannung und  bei 4,5V bräuchte ich über 
1:250. Hab die Spannung auf 11,1V (3xLi-Ion) erhöht und nen Flyback mit 
1:50 genommen. Jetzt läuft es sauber.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.