TX4Б Magnetverstärker-Blinkschaltung
von Jens Romeikat
Hier ging es darum, die TX4Б zum Einsatz zu bringen. Zugleich
sollte das Prinzip des Magnetverstärkers gezeigt werden. Das Foto
oben zeigt einen ersten Versuchsaufbau, der später zu einer kompletten
Blinkschaltung erweitert wurde. Die TX4Б ist so etwas wie eine über
Hilfselektroden gesteuerte Glimmlampe, also einen
Kaltkathoden-Thyratron. Eine typische Anwendung war der Kippgenerator
in russischen Fernsehgeräten. Weil diese kleine Röhre nur geringe
Ströme schalten darf, wurde ein Magnetverstärker eingesetzt. Dabei wird
ein Trafo durch einen kleinen Gleichstrom so weit in die Sättigung
gebracht, dass sein induktiver Widerstand sich merklich verringert.
Damit ist es möglich, größere Wechselströme zu steuern. In diesem Fall
diente die Heizung einer ECC81 als Last. Der Reiz der Experimente liegt
auch darin, dass man etwas sieht.
Obwohl das russische Kaltkathoden-Subminiatur-Thyratron eigentlich für
die Signal-Erzeugung gedacht ist, soll es hier zur Steuerung einer
kleinen Last verwendet werden. Der Heizfaden einer Röhre bot sich für
eine Demo-Schaltung an. Hohe Spannungen sind immer gefährlich, ein
kleiner Aufwärtstrafo soll durch seine kleine Leistung das Risiko etwas
mindern. Eine Spannung spätestens größer als 95 V am 2.Gitter zündet
die TX4Б (*1). Eine Brennspannung von etwa 125 V ist die Folge. Es
fließt ein Gleichstrom von ca. 3,7 mA welcher die Trafos T2 und T3
magnetisiert. Dieser kleine Strom reicht aus, da die primäre
Windungs-Zahl recht hoch ist. (s.a. Wikipedia: Magnetkern [Kapitel:
Sättigung]). Die vom Laststrom induzierten Wechselspannungen sind in
"Gegenrichtung" dagegen nicht wirksam, da gegeneinander durch
entsprechende Polung aufgehoben. (s.a Wikipedia: "Transduktor")
Die Wechselspannung am Heizfaden der ECC81 (Rö2) wird von ca 1,6 auf 4V
erhöht, bei stark gebrauchter Röhre mit wenig Emission kann die
Spannung über P1 weiter erhöht werden (5V) , im Notfall ein Gitterstrom
(brutale Methode) über R7 erzeugt werden.
Rö 2 wird zunehmend leitend (*2), die Spannung an C4 sinkt. Bei etwa 50
- 60 Volt (an P2 voreingestellt und an P1 fein einstellbar)
erreicht der als Glimmlampe arbeitende Starter (ST151) seine
Zündspannung von etwa 120V, schlagartig stellt sich die Brennspannung
von 80-90V ein. Da C6 zu diesem Zeitpunkt noch auf etwa (U_C3) -
(U_Brenn_TX4Б + UC_7) = 175 V -(125 V + 14 V) = 36 V geladen ist,
wird die TX4Б zuverlässig gelöscht, da C7 die Spannung an der Kathode
noch aufrecht hält. Die Spannung an C4 steigt nun mit kälter werdendem
Heizfaden von Rö2 wieder an, bei etwa 160V (fest voreinstellbar mit
R11_1 und R11_2, Feineinstellung P1) zündet die TX4Б erneut. Der
zweite Starter arbeitet ebenfalls als Glimmlampe, er hält die
Betriebsspannung an C3 unter 190 V, damit keine Selbstzündung der TX4Б
erfolgt.(*3) Der gebogene Bimetall-Kontakt des Starters ST151dient als Kathode (negatives Potential), sieht hübscher aus.
Über P1 kann die Funktion des Magnetverstärkers von Hand getestet
werden. Andere Arten der Ansteuerung
(24V-Sicherheitskleinspannung-Schaltungen!) sind natürlich möglich,
hier sollte nur mal die TX4Б vorgeführt werden. Die ECC82 ist ebenfalls
verwendbar (kleinerer Innenwidertand), die ECC83 jedoch mit ihrem hohen
Innenwiderstand weniger. 150 mA sind auch das Maximum der Schaltung,
höhere Versorgungsspannung brachte die Kerne in Sättigung. Da die
Sekundär-Windungszahlen bei kleinen Kernen auf Nennlast ausgelegt sind,
werden in den Primär-Wicklungen von T1 und T2 etwa 155V~ induziert bei
inaktiver TX4Б. Andere Trafos (Flachtrafos) wurden nicht getestet.
Speisung:
z.B. Wechselspannung-Steckernetzteil "Voltcraft" 9V-2000mA, 18VA
T1: Printtrafo B30/18, BV030-7341.0T, 230V / 9V / 2,3VA
T2=T3: BV030-2296.0, APAG 1305. 0017, 230/9V, (2,3VA ?), "Pollin-Sonderposten"
TX4Б (TH4B Latein) "Pollin"
Abstimmung Trafo-Sekundärspannung zu Last "kritisch", andere Trafos nicht getestet.
Anmerkungen:
Auf der "Patric Sokoll-Homepage" https://patric-sokoll.de/Museum/Auto/Typen/[t][ch]4[b].html finden sich ausführliche Daten zur TX4Б. Ein "Spaziergang" durchs Museum lohnt sich.
(*1)
Bei der TX4Б wird eine ständige Entladung über Gitter 1 erzeugt, so
dass der Zündpunkt über Gitter 2 auch (z.B. Betrieb in dunkler Umgebung
ohne Einwirkung von Photonen) stabil bleibt. Andere Typen haben zum
Teil auch schwach radioaktive Füllung oder ebenfalls eine Hilfszündung.
Es gibt auch Stabilisatoren mit Hilfszünd-Elektrode zur Herabsetzung
der Zündspannung.
(*2)
Wer sich ausführlich mit Röhren-Kathoden beschäftigen möchte, findet
auf "archive[dot]org" das Buch von Herrmann/Wagener "the oxide coated
cathode" (Vol I+II),1951. Jeglicher Wissensdurst wird mit Sicherheit
gestillt, auf s.8 und s.91 (Vol.I) interessante Diagramme zur
Unterheizung von Röhren. Leider in Englisch.
(*3)
Die Bimetallkontakte beider Starter werden nicht genügend erwärmt um zu
schalten. Da beim Zünden der TX4Б die Brennspannung von Rö3 (ST111
/Osram, 180V) unterschritten ist, wird über R3, C2, D4 eine pulsierende
negative Hilfsspannung erzeugt, die Glimmentladung reißt (bei sehr
kleinem Strom) nicht ab. Starter Rö4, (ST151 / Osram ist übrigens ein
Starter für Serienschaltung von Leuchtstoffröhren, zwei Starter liegen
hier hintereinander und haben deshalb etwa halbe Zündspannung wie der
Starter für Einzel-Schaltung ST111 (Rö3). Starter S2 geht anstelle von
ST151 auch.
Schaltungs-Verbesserung:
Ich habe heute die Schaltung verbessert (ECC81 überkompensiert),
jetzt sind die ECC82 und ECC83 ebenfalls uneingeschränkt verwendbar,
(Eine EF95 habe ich ebenfalls getestet). Lediglich die Einstellung der
Potis muss verändert werden, kein Umlöten mehr.
