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Fragen zum Joule Thief

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Contents

  Fragen zum Joule Thief Uwe Borchert <wetterfrosch@yahoo.com> - 2017-10-29 13:12 +0100
    Re: Fragen zum Joule Thief Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> - 2017-10-29 13:17 +0100
      Re: Fragen zum Joule Thief Uwe Borchert <wetterfrosch@yahoo.com> - 2017-10-29 17:19 +0100
        Re: Fragen zum Joule Thief Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> - 2017-10-29 17:23 +0100
    Re: Fragen zum Joule Thief Helmut Wabnig <hwabnig@.- --- -.dotat> - 2017-10-29 13:18 +0100
      Re: Fragen zum Joule Thief Eric Bruecklmeier <usenet@nerdcraft.de> - 2017-10-29 13:26 +0100
        Re: Fragen zum Joule Thief Helmut Wabnig <hwabnig@.- --- -.dotat> - 2017-11-02 08:27 +0100
          Re: Fragen zum Joule Thief Eric Bruecklmeier <usenet@nerdcraft.de> - 2017-11-02 08:47 +0100
    Re: Fragen zum Joule Thief "MaWin" <me@private.net> - 2017-10-29 13:42 +0100
      Re: Fragen zum Joule Thief Uwe Borchert <wetterfrosch@yahoo.com> - 2017-10-29 17:27 +0100
        Re: Fragen zum Joule Thief Gerrit Heitsch <gerrit@laosinh.s.bawue.de> - 2017-10-29 17:48 +0100
          Re: Fragen zum Joule Thief Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> - 2017-10-29 18:03 +0100
            Re: Fragen zum Joule Thief Gerrit Heitsch <gerrit@laosinh.s.bawue.de> - 2017-10-29 18:15 +0100
              Re: Fragen zum Joule Thief Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> - 2017-10-29 18:28 +0100
      Re: Fragen zum Joule Thief Thomas Prufer <prufer.public@mnet-online.de.invalid> - 2017-10-29 18:01 +0100
    Re: Fragen zum Joule Thief Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2017-10-29 20:08 +0100
    Re: Fragen zum Joule Thief Markus Loch <M@rkusLo.ch> - 2017-10-31 21:43 +0100
      Re: Fragen zum Joule Thief Uwe Borchert <wetterfrosch@yahoo.com> - 2017-11-01 01:06 +0100
        Re: Fragen zum Joule Thief Markus Loch <M@rkusLo.ch> - 2017-11-01 21:24 +0100
          Re: Fragen zum Joule Thief Uwe Borchert <wetterfrosch@yahoo.com> - 2017-11-02 02:55 +0100
            Re: Fragen zum Joule Thief horejsi <wolfgang@horejsi.de> - 2017-11-02 06:58 +0100
              Re: Fragen zum Joule Thief Uwe Borchert <wetterfrosch@yahoo.com> - 2017-11-04 00:51 +0100

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#234663 — Fragen zum Joule Thief

Hallo liebe Mitforenten,

ich habe da mal wieder ein paar dumme Fragen. Dieses mal ist es
das Thema Joule Thief.

Wie genau funktioniert dieser an der Spule? Wird auch bei hohen
Spannungen um 3 V der Transistor gesperrt und dann aufgeschwungen?
Was genau lässt U_be unter die Diffusionsspannung U_d von 0,7 V
fallen? Geht das auch bei Spannungen weit über U_d? Ich kapier’s
halt noch nicht so richtig.

Im Prinzip geht es darum einen Joule-Thief als Step-Up-Convertor
für 2 x AA auf rund 5 V zu missbrauchen. Die geforderten Ströme
sind im Bereich von 20 bis 50 mA. Eigentlich ist da nur eine Art
Demo für: Es geht auch primitiver als mit Chinamanns Modulen.

MfG

Uwe Borchert

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#234664

https://de.wikipedia.org/wiki/Joule_thief

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#234683

Hallo,

Am 29.10.2017 um 13:17 schrieb Dieter Wiedmann:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Joule_thief

Hab ich schon durchgelesen, war mir aber zu ungenau. Besser
ist es hier beschrieben:

https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief

Trotzdem fehlen mir jetzt noch ein paar Kleinigkeiten ...

MfG

Uwe Borchert

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#234684

Am 29.10.2017 um 17:19 schrieb Uwe Borchert:
> Hallo,
>
> Am 29.10.2017 um 13:17 schrieb Dieter Wiedmann:
>> https://de.wikipedia.org/wiki/Joule_thief
>
> Hab ich schon durchgelesen, war mir aber zu ungenau. Besser
> ist es hier beschrieben:
>
> https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief
>
> Trotzdem fehlen mir jetzt noch ein paar Kleinigkeiten ...


https://en.wikipedia.org/wiki/Blocking_oscillator


Gruß Dieter

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#234665

On Sun, 29 Oct 2017 13:12:59 +0100, Uwe Borchert
<wetterfrosch@yahoo.com> wrote:

>Hallo liebe Mitforenten,
>
>ich habe da mal wieder ein paar dumme Fragen. Dieses mal ist es
>das Thema Joule Thief.
>
>Wie genau funktioniert dieser an der Spule? Wird auch bei hohen
>Spannungen um 3 V der Transistor gesperrt und dann aufgeschwungen?
>Was genau lässt U_be unter die Diffusionsspannung U_d von 0,7 V
>fallen? Geht das auch bei Spannungen weit über U_d? Ich kapier’s
>halt noch nicht so richtig.
>
>Im Prinzip geht es darum einen Joule-Thief als Step-Up-Convertor
>für 2 x AA auf rund 5 V zu missbrauchen. Die geforderten Ströme
>sind im Bereich von 20 bis 50 mA. Eigentlich ist da nur eine Art
>Demo für: Es geht auch primitiver als mit Chinamanns Modulen.
>
>MfG
>
>Uwe Borchert


Das nennt man einen Sperrschwinger.
Das andere Unwort welches du verwendest ist nicht Deutsch.


w.

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#234666

Am 29.10.2017 um 13:18 schrieb Helmut Wabnig:

> Das andere Unwort welches du verwendest ist nicht Deutsch.

und?

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#234873

On Sun, 29 Oct 2017 13:26:33 +0100, Eric Bruecklmeier
<usenet@nerdcraft.de> wrote:

>Am 29.10.2017 um 13:18 schrieb Helmut Wabnig:
>
>> Das andere Unwort welches du verwendest ist nicht Deutsch.
>
>und?


Auch so ein Unwort!


w.

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#234874

Am 02.11.2017 um 08:27 schrieb Helmut Wabnig:
> On Sun, 29 Oct 2017 13:26:33 +0100, Eric Bruecklmeier
> <usenet@nerdcraft.de> wrote:
> 
>> Am 29.10.2017 um 13:18 schrieb Helmut Wabnig:
>>
>>> Das andere Unwort welches du verwendest ist nicht Deutsch.
>>
>> und?
> 
> 
> Auch so ein Unwort!

Du scheinst tatsächlich ein größeres Problem zu haben...

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#234667

"Uwe Borchert" <wetterfrosch@yahoo.com> schrieb im Newsbeitrag 
news:ot4gkc$ih7$1@news2.open-news-network.org...

> Im Prinzip geht es darum einen Joule-Thief als Step-Up-Convertor
> für 2 x AA auf rund 5 V zu missbrauchen.

Warum sollte man so einen Blödsinn vor haben ?

Es gibt effiziente, kurzschlusssichere und bauteiltolerante
Schaltungen dafür, warum gerade den unsäglichen Joule Thief ?

> Eigentlich ist da nur eine Art Demo für: Es geht auch primitiver als mit 
> Chinamanns Modulen.

Vor 50 Jahren konnte der normal gebildete Elektroniker
hier noch Sperrschwinger auslegen, seit dem sinkt der
Bildungsstand offenkundig beträchtlich, heute weiss man
nicht mal mehr, warum man inzwischen besseres als
Sperrschwinger erfunden hat.

Deutschland schafft sich ab. Dummheit siegt hier, statt
Vernunft.
-- 
MaWin, Manfred Winterhoff, mawin at gmx dot net
Homepage http://www.oocities.org/mwinterhoff/
dse-FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/

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#234685

Hallo,

Am 29.10.2017 um 13:42 schrieb MaWin:
> "Uwe Borchert" <wetterfrosch@yahoo.com> schrieb im Newsbeitrag
> news:ot4gkc$ih7$1@news2.open-news-network.org...
> 
>> Im Prinzip geht es darum einen Joule-Thief als Step-Up-Convertor 
>> für 2 x AA auf rund 5 V zu missbrauchen.
> 
> Warum sollte man so einen Blödsinn vor haben ?

Weil’s Spaß macht? Weil man gerne blödelt? Weil man nur zu
gern grundsätzlich erst mal was altertümliches macht von dem
alle abraten? Weil die Module vom Chinamann nicht nicht da
sind? Oder?

> Es gibt effiziente, kurzschlusssichere und bauteiltolerante 
> Schaltungen dafür, warum gerade den unsäglichen Joule Thief ?

Klar, gibt es sogar als fertige Module vom Chinamann. Da liegen
noch irgendwo zwei auf dem Tisch vergraben und bei der nächsten
Bestellung werden noch paar Module mitbestellt ... Null Problem!

>> Eigentlich ist da nur eine Art Demo für: Es geht auch primitiver
>> als mit Chinamanns Modulen.
> 
> Vor 50 Jahren konnte der normal gebildete Elektroniker hier noch
> Sperrschwinger auslegen, seit dem sinkt der Bildungsstand offenkundig
> beträchtlich, heute weiss man nicht mal mehr, warum man inzwischen
> besseres als Sperrschwinger erfunden hat.

Äh? Besseres gibt es doch fertig vom Chinamann? Übrigens bin
ich kein Elektroniker, meine Berufsbezeichnung findest Du aber
in meiner E-Mail-Adresse.

> Deutschland schafft sich ab. Dummheit siegt hier, statt Vernunft.

Das verrät aber mehr über Deinen Gemütszustand als über den
Joule-Thief. Na ja ... ab einem gewissen Alter war früher
alles besser ... und erst die Nostalgie! Man, war die damals
schön. *tatter*

MfG

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#234691

On 10/29/2017 05:27 PM, Uwe Borchert wrote:
> Hallo,
> 
> Am 29.10.2017 um 13:42 schrieb MaWin:
>> "Uwe Borchert" <wetterfrosch@yahoo.com> schrieb im Newsbeitrag
>> news:ot4gkc$ih7$1@news2.open-news-network.org...
>>
>>> Im Prinzip geht es darum einen Joule-Thief als Step-Up-Convertor für 
>>> 2 x AA auf rund 5 V zu missbrauchen.
>>
>> Warum sollte man so einen Blödsinn vor haben ?
> 
> Weil’s Spaß macht? Weil man gerne blödelt?

Speziell wenn man den Joule Thief mit einem Ge-Transistor aufbaut. Hab 
ich rein aus Spass mal gemacht, der startet noch bei unter 300mV. Ok, 
viel Licht ist das dann nicht mehr, man kann aber erkennen, daß da was 
leuchtet. War ein AC152, Basiswiderstand 510 Ohm.

  Gerrit

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#234694

Am 29.10.2017 um 17:48 schrieb Gerrit Heitsch:

> Speziell wenn man den Joule Thief mit einem Ge-Transistor aufbaut. Hab
> ich rein aus Spass mal gemacht, der startet noch bei unter 300mV. Ok,
> viel Licht ist das dann nicht mehr, man kann aber erkennen, daß da was
> leuchtet. War ein AC152, Basiswiderstand 510 Ohm.

Selbstleitenden FET nehmen, dann geht bei noch deutlich geringerer Spannung.



Gruß Dieter

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#234699

On 10/29/2017 06:03 PM, Dieter Wiedmann wrote:
> Am 29.10.2017 um 17:48 schrieb Gerrit Heitsch:
> 
>> Speziell wenn man den Joule Thief mit einem Ge-Transistor aufbaut. Hab
>> ich rein aus Spass mal gemacht, der startet noch bei unter 300mV. Ok,
>> viel Licht ist das dann nicht mehr, man kann aber erkennen, daß da was
>> leuchtet. War ein AC152, Basiswiderstand 510 Ohm.
> 
> Selbstleitenden FET nehmen, dann geht bei noch deutlich geringerer 
> Spannung.

Ich fand die 180mV bis zu denen ich einen Effekt feststellen konnte 
schon sehr bemerkenswert.

  Gerrit

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#234700

Am 29.10.2017 um 18:15 schrieb Gerrit Heitsch:
> On 10/29/2017 06:03 PM, Dieter Wiedmann wrote:
>> Am 29.10.2017 um 17:48 schrieb Gerrit Heitsch:
>>
>>> Speziell wenn man den Joule Thief mit einem Ge-Transistor aufbaut. Hab
>>> ich rein aus Spass mal gemacht, der startet noch bei unter 300mV. Ok,
>>> viel Licht ist das dann nicht mehr, man kann aber erkennen, daß da was
>>> leuchtet. War ein AC152, Basiswiderstand 510 Ohm.
>>
>> Selbstleitenden FET nehmen, dann geht bei noch deutlich geringerer
>> Spannung.
>
> Ich fand die 180mV bis zu denen ich einen Effekt feststellen konnte
> schon sehr bemerkenswert.

Klar, aber mit dem FET geht das noch bei wenigen mV.



Gruß Dieter

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#234693

On Sun, 29 Oct 2017 13:42:01 +0100, "MaWin" <me@private.net> wrote:

>Vor 50 Jahren konnte der normal gebildete Elektroniker
>hier noch Sperrschwinger auslegen, seit dem sinkt der
>Bildungsstand offenkundig beträchtlich, heute weiss man
>nicht mal mehr, warum man inzwischen besseres als
>Sperrschwinger erfunden hat.

... und ab hier sollte eine Erklärung stehen, warum man was besseres erfunden
hat, und vielleicht wie man ihn auslegt. 

>Deutschland schafft sich ab. Dummheit siegt hier, statt
>Vernunft.

... oder vielleicht auch ab hier. 

Stattdessen kommt nix, schade. 


Thomas Prufer

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#234714

Uwe Borchert schrieb:
> Hallo liebe Mitforenten,

Hier ist zum Glück kein "Forum".
>
> ich habe da mal wieder ein paar dumme Fragen. Dieses mal ist es
> das Thema Joule Thief.
>
> Wie genau funktioniert dieser an der Spule? Wird auch bei hohen
> Spannungen um 3 V der Transistor gesperrt und dann aufgeschwungen?

Wenn die Eingangsspannung höher als die LED-Durchlassspannung ist,
drückt die natürlich direkt durch und dann qualmt's.

> Was genau lässt U_be unter die Diffusionsspannung U_d von 0,7 V
> fallen? Geht das auch bei Spannungen weit über U_d? Ich kapier’s
> halt noch nicht so richtig.

Ansteuerseitig sorgt R dafür, dass bei höheren Spannungen (Batterie
plus Trafowirkung) nichts abraucht. Bei höheren Eingangsspannungen
wird das zusehends unwirtschaftlich, jedenfalls hinter dem Komma.
Bei hinreichend hoher transformierter Rücklaufspannung (so 4-8V)
geht der Transistor kaputt.

> Im Prinzip geht es darum einen Joule-Thief als Step-Up-Convertor
> für 2 x AA auf rund 5 V zu missbrauchen. Die geforderten Ströme
> sind im Bereich von 20 bis 50 mA. Eigentlich ist da nur eine Art
> Demo für: Es geht auch primitiver als mit Chinamanns Modulen.

Einklich nicht. Der Anfall an defekten Solar-Gartenlämpchen ist
hoch genug, dass man von dort was recyclieren kann.
Noch einfacher wäre der Wagnersche Hammer.

-- 
mfg Rolf Bombach

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#234801

Am 29.10.2017 um 13:12 schrieb Uwe Borchert:
> Hallo liebe Mitforenten,
> 
> ich habe da mal wieder ein paar dumme Fragen. Dieses mal ist es
> das Thema Joule Thief.
> 
> Wie genau funktioniert dieser an der Spule? Wird auch bei hohen
> Spannungen um 3 V der Transistor gesperrt und dann aufgeschwungen?
> Was genau lässt U_be unter die Diffusionsspannung U_d von 0,7 V
> fallen? Geht das auch bei Spannungen weit über U_d? Ich kapier’s
> halt noch nicht so richtig.
> 
> Im Prinzip geht es darum einen Joule-Thief als Step-Up-Convertor
> für 2 x AA auf rund 5 V zu missbrauchen. Die geforderten Ströme
> sind im Bereich von 20 bis 50 mA. Eigentlich ist da nur eine Art
> Demo für: Es geht auch primitiver als mit Chinamanns Modulen.
> 
> MfG
> 
> Uwe Borchert

Hallo Uwe

In der de-Wikipedia sind zwei Beschreibungen angegeben.

Richtig ist nur die letzte. Aber auch die ist unvollständig.

Was noch fehlt zur Erklärung des Effektes ist folgendes:

Wird eine Spule mit einer eingeprägten Spannung beaufschlagt,
so fliesst ein linearer ansteigender Strom durch die
Wicklung. Der Proportionalitätsfaktor ist die Induktivität
der Spule.

I(t) = U(Batterie) * t/L

Es entsteht also der ansteigende Teil eines Sägezahns
(Dreieckverlauf), sieht man von Effekten höherer Ordnung ab.

Dieser konstante Strom-Anstieg erzeugt in der
Sekundärwicklung eine konstante Spannung, die die
Batteriespannung verstärkt (siehe Anzapfung)
und über den Widerstand einen hohen Basisstrom
fliessen lässt.

Der Transistor öffnet also ganz und die Batteriespannung liegt
als eingeprägte Spannung an der Spule. Der Spulenstrom steigt
jetzt, von Null beginnend, linear an, bis zum Punkt, wo die
max. Stromverstärkung des Transistor erreicht wird.

Beispiel: Stromverstärkungsfaktor 100, Basisstrom 500 microAmp.
Dann ist bei exakt 50 mA Schluss mit dem Stromanstieg. Der Strom
durch die Prmärwicklung der Spule, der bis hierhin linear angestiegen
ist, stagniert für einen winzigen Augenblick.

Durch das Ausfallen der Flussänderung (Strom ist
konstant -> magn. Fluss ist konstant) fällt die Spannung
auf der Sekundärseite der Spule auf null; dies verringert
den Basisstrom - im Beispiel sagen wir auf 250 microAmp.
Das erlaubt einen maximalen Kollektor-Emitterstrom von
25 mA.

Der Strom durch die Spule wird zuerst minimal reduziert
- schlagartige Änderungen des Spulenstroms sind unmöglich.
Durch den dadurch verursachten abnehmenden magn. Fluss
wird an der Sekundärseite die Spannung umgedreht, vermindert
also den Basisstrom weiter, was letztendlich durch
Mitkopplung zum schlagartigen Verriegeln der
Kollektor-Emitterstrecke führt.

Mit den Angaben kannst du dir eine geeignete Kombination
heraussuchen.  Kleiner Tipp: die Sekundärspannung
ist bei gleicher Wicklungszahl von Sekundär und Primärseite
etwa gleich der Batteriespannung minus U(ce).
Hiermit kannst du den Basisstrom berechnen, der mittels
beta des Transistors den maximalen Spulenstrom ergibt.

Gruss
Markus

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#234809

Hallo,

Am 31.10.2017 um 21:43 schrieb Markus Loch:

> In der de-Wikipedia sind zwei Beschreibungen angegeben.
> 
> Richtig ist nur die letzte. Aber auch die ist unvollständig.

Ich habe mir auf der englischen Wikipedia auch noch den
Blocking Oszillator (Sperrschwinger) angesehen:

https://en.wikipedia.org/wiki/Blocking_oscillator

Ist wohl besser als die deutsche Wikipedia? Ja, doch.
Wer es nicht glaubt möge selber sehen:

https://de.wikipedia.org/wiki/Sperrschwinger

> Was noch fehlt zur Erklärung des Effektes ist folgendes:
> 
> Wird eine Spule mit einer eingeprägten Spannung beaufschlagt,
> so fliesst ein linearer ansteigender Strom durch die
> Wicklung. Der Proportionalitätsfaktor ist die Induktivität
> der Spule.
> 
> I(t) = U(Batterie) * t/L
> 
> Es entsteht also der ansteigende Teil eines Sägezahns
> (Dreieckverlauf), sieht man von Effekten höherer Ordnung ab.
> 
> Dieser konstante Strom-Anstieg erzeugt in der
> Sekundärwicklung eine konstante Spannung, die die
> Batteriespannung verstärkt (siehe Anzapfung)
> und über den Widerstand einen hohen Basisstrom
> fliessen lässt.

Siehe Anzapfung? Ach so ... ja ... also die Wicklungsrichtung
ist da relevant.

> Der Transistor öffnet also ganz und die Batteriespannung liegt
> als eingeprägte Spannung an der Spule. Der Spulenstrom steigt
> jetzt, von Null beginnend, linear an, bis zum Punkt, wo die
> max. Stromverstärkung des Transistor erreicht wird.

Soweit verstanden. Aber hat die in die Sekundärwicklung
induzierte negative Spannung nicht auch noch Auswirkungen?
Diese müsste den Basisstrom doch erhöhen?

> Beispiel: Stromverstärkungsfaktor 100, Basisstrom 500 microAmp.

Ganz grob wäre das dann wohl unter Vernachlässigung der
Induktion in die Primärwicklung:

(U_bat - U_Diode)
----------------- = I_Basis
        R

Bei den 1 kOhm aus dem Beispiel auf Wikipedia hätte man bei
1,2 V Eingangsspannung diese 500 µA? Aber die Induktion in
die Sekundärspule habe ich da unterschlagen.

> Dann ist bei exakt 50 mA Schluss mit dem Stromanstieg. Der Strom
> durch die Prmärwicklung der Spule, der bis hierhin linear angestiegen
> ist, stagniert für einen winzigen Augenblick.

Ok.

> Durch das Ausfallen der Flussänderung (Strom ist
> konstant -> magn. Fluss ist konstant) fällt die Spannung
> auf der Sekundärseite der Spule auf null; dies verringert
> den Basisstrom - im Beispiel sagen wir auf 250 microAmp.

Das ist der Wegfall der Erhöhung des Basisstroms durch die
Induktion aus der Primärspule?

> Das erlaubt einen maximalen Kollektor-Emitterstrom von
> 25 mA.
> 
> Der Strom durch die Spule wird zuerst minimal reduziert
> - schlagartige Änderungen des Spulenstroms sind unmöglich.
> Durch den dadurch verursachten abnehmenden magn. Fluss
> wird an der Sekundärseite die Spannung umgedreht, vermindert
> also den Basisstrom weiter, was letztendlich durch
> Mitkopplung zum schlagartigen Verriegeln der
> Kollektor-Emitterstrecke führt.

Das ist wieder ziemlich klar und eindeutig ...

> Mit den Angaben kannst du dir eine geeignete Kombination
> heraussuchen.  Kleiner Tipp: die Sekundärspannung
> ist bei gleicher Wicklungszahl von Sekundär und Primärseite
> etwa gleich der Batteriespannung minus U(ce).

Vorzeichen?! Minus? Aber Deinen folgenden Gedankensprung
kann ich gar nicht mehr nachvollziehen:

> Hiermit kannst du den Basisstrom berechnen, der mittels
> beta des Transistors den maximalen Spulenstrom ergibt.

... leider noch nicht so richtig. Aber ich arbeite daran ...
Ist das etwas so:

U_B + U_B - U_CE   2 U_B - U_CE
---------------- = ------------ = I_Basis
        R                R

Also mit U_B = 1 V ergibt das dann 1,8 V / 1 k = 1,8 mA?

Oder habe ich am R so was wie U_BE - U_CE anliegen? Also
in dem Fall wäre das:

U_BE - U_CE   0,5 V
----------- = ----- = 500 µA
      R          R

Da habe ich noch ein Verständnisproblem ... Mist! Ich bin
nun mal kein ausgebildeter Elektroniker und das merkt man
hier nur zu gut.

Tausend Dank ... ich komme langsam weiter ... Morgen mach
ich mich weiter an diese Rechnungen. Feiertag im Ländle
schützt nicht vor schaffen ... *grins*

Uwe Borchert

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#234848

Am 01.11.2017 um 01:06 schrieb Uwe Borchert:
> Am 31.10.2017 um 21:43 schrieb Markus Loch:
>> ...Dieser konstante Strom-Anstieg erzeugt in der
>> Sekundärwicklung eine konstante Spannung, die die
>> Batteriespannung verstärkt (siehe Anzapfung)
>> und über den Widerstand einen hohen Basisstrom
>> fliessen lässt.
> 
> Siehe Anzapfung? Ach so ... ja ... also die Wicklungsrichtung
> ist da relevant.
> 

ja, die Wickelrichtung ist relevant.

>> Der Transistor öffnet also ganz und die Batteriespannung liegt
>> als eingeprägte Spannung an der Spule. Der Spulenstrom steigt
>> jetzt, von Null beginnend, linear an, bis zum Punkt, wo die
>> max. Stromverstärkung des Transistor erreicht wird.
> 
> Soweit verstanden. Aber hat die in die Sekundärwicklung
> induzierte negative Spannung nicht auch noch Auswirkungen?
> Diese müsste den Basisstrom doch erhöhen?
> 

Macht sie durch die umgekehrte Anzapfung, siehe die
beiden Punkte an den gekoppelten Spulen.

>> Beispiel: Stromverstärkungsfaktor 100, Basisstrom 500 microAmp.
> 
> Ganz grob wäre das dann wohl unter Vernachlässigung der
> Induktion in die Primärwicklung:
> 
> (U_bat - U_Diode)
> ----------------- = I_Basis
>         R

Die LED ist beim Einschalten nicht durchlässig, da
die Durchbruchspannung nicht erreicht wird.
Der Wert von 0.35 Volt (in Wikipedia angegeben) funktioniert
meines Erachtens nur mit Germanium Transistoren, da bei
Einsatz von Silizium Transistoren die Durchbruchspannung der
Basis-Emitter Strecke nicht erreicht wird.

Rechnen wir die Wikipedia-Schaltung mit 1V Eingangsspannung,
1kOhm und einem Silizium Transistor mit Stromverstärkung 100.

Basisstrom kurz nach dem Einschalten: 0,3 V / 1 kOhm = 300microAmp
ergibt 30 mA maximaler Kollektorstrom. Der Kollektorstrom
beginnt bei 0,0 A und steigt zeitlich exakt linear an. Die Steigung
ist ein Maß für die Induktivität. Je grösser diese ist, desto
flacher die Gerade im Zeit/Strom Diagramm.

Durch den steigenden Strom wird ein ansteigender magn. Fluss
hervorgerufen, der auf der Sekundärseite eine Spannung hervorruft,
die die Batteriespannung verstärkt. Der Basisstrom
ist nun 1,3 Volt / 1 kOhm = 1,3 mA. Hieraus resultiert ein
maximal möglicher Kollektorstrom von 130 mA. Dieser Wert
wird nach einer kurzen Zeit des linearen Anstiegs erreicht.
Durch die Stagnation des Kollektorstromes beim Erreichen des
Maximalstromes =  Basisstrom * Stromverstärkungsfaktor
wird der Mitkopplungseffekt ausgelöst.

Kollektorstromanstieg wird kleiner ->
Flussänderung wird kleiner (und kehrt sich schlussendlich um) ->
Sekundärspannung wird kleiner (und kehrt sich um) ->
Basisstrom wird beschleunigt kleiner ->
Kollektorstrom wird kleiner.....

>> Mit den Angaben kannst du dir eine geeignete Kombination
>> heraussuchen.  Kleiner Tipp: die Sekundärspannung
>> ist bei gleicher Wicklungszahl von Sekundär und Primärseite
>> etwa gleich der Batteriespannung minus U(ce).
> 
> Vorzeichen?! Minus? Aber Deinen folgenden Gedankensprung
> kann ich gar nicht mehr nachvollziehen:
> 
>> Hiermit kannst du den Basisstrom berechnen, der mittels
>> beta des Transistors den maximalen Spulenstrom ergibt.
> 
> ... leider noch nicht so richtig. Aber ich arbeite daran ...
> Ist das etwas so:
> 
> U_B + U_B - U_CE   2 U_B - U_CE
> ---------------- = ------------ = I_Basis
>         R                R
> 

Eher:
2 * U_Batterie - U_Basis
------------------------ = I_Basis
     R

> Also mit U_B = 1 V ergibt das dann 1,8 V / 1 k = 1,8 mA?
1,3 mA nach meiner Rechnung.

Die Schaltung wurde erst sehr spät ~1998 von Z. Kaparnik entwickelt
und müsste eigentlich Kaparnik-Schaltung heissen.

Das Ungewohnte an der Schaltung ist, dass eine Spule mit einer
eingeprägten Spannung ohne Vorwiderstand betrieben wird. Der
Stromverlauf ist dann nicht exponentiell sondern linear.

Die Schaltung ist jedenfalls genial; auch weil sie einfach ist.

Gruss
Markus

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#234870

Hallo,

Am 01.11.2017 um 21:24 schrieb Markus Loch:
> Am 01.11.2017 um 01:06 schrieb Uwe Borchert:
>> Am 31.10.2017 um 21:43 schrieb Markus Loch:
>>> ...Dieser konstante Strom-Anstieg erzeugt in der
>>> Sekundärwicklung eine konstante Spannung, die die
>>> Batteriespannung verstärkt (siehe Anzapfung)
>>> und über den Widerstand einen hohen Basisstrom
>>> fliessen lässt.
>>
>> Siehe Anzapfung? Ach so ... ja ... also die Wicklungsrichtung
>> ist da relevant.
>>
> 
> ja, die Wickelrichtung ist relevant.

Ich habe das zuerst falsch rum rechnet und bin daher beim ersten
Ansatz erst mal hängen geblieben bis ich es genauer nachgesehen
habe. Daher war das im Hinterkopf ...

>>> Der Transistor öffnet also ganz und die Batteriespannung liegt
>>> als eingeprägte Spannung an der Spule. Der Spulenstrom steigt
>>> jetzt, von Null beginnend, linear an, bis zum Punkt, wo die
>>> max. Stromverstärkung des Transistor erreicht wird.
>>
>> Soweit verstanden. Aber hat die in die Sekundärwicklung
>> induzierte negative Spannung nicht auch noch Auswirkungen?
>> Diese müsste den Basisstrom doch erhöhen?
>>
> 
> Macht sie durch die umgekehrte Anzapfung, siehe die
> beiden Punkte an den gekoppelten Spulen.
> 
>>> Beispiel: Stromverstärkungsfaktor 100, Basisstrom 500 microAmp.
>>
>> Ganz grob wäre das dann wohl unter Vernachlässigung der
>> Induktion in die Primärwicklung:
>>
>> (U_bat - U_Diode)
>> ----------------- = I_Basis
>>         R
> 
> Die LED ist beim Einschalten nicht durchlässig, da
> die Durchbruchspannung nicht erreicht wird.
> Der Wert von 0.35 Volt (in Wikipedia angegeben) funktioniert
> meines Erachtens nur mit Germanium Transistoren, da bei
> Einsatz von Silizium Transistoren die Durchbruchspannung der
> Basis-Emitter Strecke nicht erreicht wird.
> 
> Rechnen wir die Wikipedia-Schaltung mit 1V Eingangsspannung,
> 1kOhm und einem Silizium Transistor mit Stromverstärkung 100.
> 
> Basisstrom kurz nach dem Einschalten: 0,3 V / 1 kOhm = 300microAmp
> ergibt 30 mA maximaler Kollektorstrom. Der Kollektorstrom
> beginnt bei 0,0 A und steigt zeitlich exakt linear an. Die Steigung
> ist ein Maß für die Induktivität. Je grösser diese ist, desto
> flacher die Gerade im Zeit/Strom Diagramm.

Soweit klar ...

> Durch den steigenden Strom wird ein ansteigender magn. Fluss
> hervorgerufen, der auf der Sekundärseite eine Spannung hervorruft,
> die die Batteriespannung verstärkt. Der Basisstrom
> ist nun 1,3 Volt / 1 kOhm = 1,3 mA. 

Bei einem Übertragungsverhältnis von 1 zu 1 ... Man kann dieses
Ansteigen durch ein anderes übertragungsverhältnis verkleinern.
Also 1 zu 2 wären hier doppelt so viele Sekundärwicklungen wie
Primärwicklungen. Wer also hoch hinaus will ...

> ... Hieraus resultiert ein
> maximal möglicher Kollektorstrom von 130 mA. Dieser Wert
> wird nach einer kurzen Zeit des linearen Anstiegs erreicht.
> Durch die Stagnation des Kollektorstromes beim Erreichen des
> Maximalstromes =  Basisstrom * Stromverstärkungsfaktor
> wird der Mitkopplungseffekt ausgelöst.

Ok ...

...[...]...
> 
> Eher:
> 2 * U_Batterie - U_Basis
> ------------------------ = I_Basis
>      R
> 
>> Also mit U_B = 1 V ergibt das dann 1,8 V / 1 k = 1,8 mA?
> 1,3 mA nach meiner Rechnung.

2 * U_Batterie - U_Diode
------------------------ = I_Basis
      R

Aber eigentlich müsste da das Übertragungsverhältnis N rein:

(1+N) * U_Batt - U_Diode
------------------------ = I_Basis
      R


> Die Schaltung wurde erst sehr spät ~1998 von Z. Kaparnik entwickelt
> und müsste eigentlich Kaparnik-Schaltung heissen.
> 
> Das Ungewohnte an der Schaltung ist, dass eine Spule mit einer
> eingeprägten Spannung ohne Vorwiderstand betrieben wird. Der
> Stromverlauf ist dann nicht exponentiell sondern linear.
> 
> Die Schaltung ist jedenfalls genial; auch weil sie einfach ist.

Und sie hat große Auswirkungen gehabt? ICs die die sekundäre
Spule simulieren und nur mit einer primären Spule auskommen?
Von den Solarladern will ich mal gar nicht reden ... Schon
daher ist es besser diese Schaltung zu verstehen als nur auf
den freundlichen Chinamann zu bauen.

Sobald meine Pflicht abgearbeitet ist kommen diese Wandler
als Kür dran. Aber zuerst muss ich mich ein bisschen um ein
wichtiges Projekt kümmern. Da gibt es nette Stlperfallen,
so man eben keinen Step-Up-Convertor einsetzen will. Die
Aufgabe: Optische Auslösung von Sklavenblitzen mit einer
vorgegebenen Zeitverzögerung. TS555 kann das perfekt ...
aber die anzusteuernden Triac sind bei den geplanten U_Batt
von bis zu 2.2 V runter irgendwie nicht so agil im dritten
Quadranten ... C über Diode aufladen und beim Ausschalten,
also der fallenden Flanke ist zwischen C (Ausgang) und
Diode (Masse) ein negatives Potential. Bei 5 V geht das
perfekt. Ich wollte doch nur den PNP einsparen und bin nun
wieder mal an die Grenzen gekommen. Vielleicht doch PNP ...
*grummel* Das muss in paar Tagen fertig sein ...

MfG

Uwe Borchert

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