Ein Hochspannungsgenerator

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Bogdan hat mit eine Platine und Bauteile für eine Hochspannungsgenerator ist 40 kV geschickt, der in der französischen Zeitschrift Electronique, Ausgabe 144 vorgestellt wurde: http://electroniquemagazine.com/index.php. Beim Aufbau des Übertragers habe ich mich grob an die Wickeldaten des Artikels gehalten: Primärwicklung 5 Wdg. dicker Draht. Koppelwicklung 4 Wdg. dünner Draht, Sekundärwicklung 100 Wdg. dünner Draht. Alle Drähte waren dünner als angegeben. Aber das scheint am Ende nicht zu stören.

Beim Wickeln habe ich erst 50 Wdg. in eine Lage gewickelt, dann eine Lage Tesafilm darüber geklebt, und darauf die nächsten 50 Windungen. Dann wieder isoliert und darüber die Koppelwicklung, und schließlich auf einer weiteren Isolierung die Primärspule aus dickem Draht. Beim abschließenden Anlöten des Primärdrahts musste ich leider erfahren, dass der Wickelkörper leicht bricht, wenn manversucht, einen Dicken Draht um ihn zu schlingen. Deshalb hat die Platine jetzt einen eigenen Pin für dieses Drahtende.

Aus Electronique No 144 Autumne 2018, S. 54

Das Gate des Power-FET wird mit einer 12V-Z-Diode gegen zu große Spannungen geschützt. Weil die passende Diode nicht Hand war, habe ich die BE-Strecke eines BC547B dafür verwendet. Sie bildet eine Zenerdiode mit ca. 9 V. Der Transistor FGH60N60 ist tatsächlich ein IGBT mit den Grenzwerten 600V und 60 A, also vermutlich nicht kleinzukriegen. Er beginnt ab etwa 5 V am Gate zu leiten und erreicht bei 8 V schon 60A.

Die verwendeten Kondensatoren für die Hochspannungskaskade haben 2,2 nF und 8 kV. Die Dioden vom Typ GP02-40 sehen ganz unscheinbar aus, wie eine 1N4007. Aber sie haben es in sich. Das Datenblatt von Vishai sagt, dass sie 4 kV und 250 mA schaffen. Ein Test mit dem Labornetzteil zeigt, dass sie erst ab 1,3 V zu leiten beginnen, bei 1,8 V fließen dann 250 mA. Das passt, hohe Durchlassspannung, große Sperrspannung. Auf der Platine liegen immer zwei Dioden in Reihe, was dann zu den 8 kV der Kondensatoren passt.

Weil ich nicht genügend Kondensatoren hatte, habe ich statt acht Stufen der Kaskade nur fünf bestückt. Das müsste dann darauf hinauslaufen, dass ich statt 40 kV nur 25 kV herausholen kann. Das reicht aber erstmal auch. Beim ersten Test war ich extrem nervös, weil auch noch andere wichtige Platinen auf dem Tisch lagen. Dann habe ich ein großes Bierglas als idealen Isolator entdeckt. Wenn die Platine oben drauf liegt, müsste die Isolierung für 100 kV reichen. Mit den Drähten habe ich dann eine Funkenstrecke mit ca. 1 cm gebaut. Und dann das Labornetzteil vorsichtig hochgedreht. Bei ca. 8 V beginnt der Generator zu schwingen. Bei 10 V beginnen die Überschläge an der Funkenstrecke. Die Funken sind sehr hell und laut und flößen ordentlich Respekt ein.

Mit dem Generator ist es mir nun endlich einmal gelungen, in meiner Natriumdampf-Hochdrucklampe aus einer Straßenlaterne eine stabile Entladung hinzubekommen. Es ist zwar noch kein gelbes Natriumlicht, sondern eher die blaue Quecksilber-Startentladung. Aber nach einigen Minuten beginnt schon etwas Natrium zu verdampfen, und es zeigt sich ein schwaches Gelb.

Herzlichen Dank an Bogdan Gewald für diesen schönen Bausatz! Er betreibt die rumänische Seite https://electronic-club.com mit zahlreichen Selbstbauprojekten. Besonders gefallen mit die HF-Projekte https://electronic-club.com/category/radiofrecventa/, und darin das Tesla-Projekt: https://electronic-club.com/tesla-speaker/ Ganz neu und noch im Aufbau ist seine deutsche Seite https://elektronik-klub.de/

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