Rob's web

Elektorscoop 1

In dit voedingennummer start de artikelenreeks over de Elektorskoop met een beschrijving van de voeding. De serie artikelen zal zich vermoedelijk over de gehele zomer uitstrekken en wordt besloten met de publikatie van de printen.

De naam Elektorskoop klinkt voor de nederlandse lezers misschien wat vreemd. Toch is 'Elektor' de naam waaronder Elektuur al enige jaren wordt uitgegeven in de duitse taal en sinds kort ook in een engelse versie.

Bij het ontwerpen van de Elektorskoop is er naar gestreefd het ontwerp zo eenvoudig (en dus goedkoop) mogelijk te houden. Daarom is in het voedingsgedeelte zo veel mogelijk gebruik gemaakt van moderne stabilisatie-IC's. De werking van deze IC's wordt elders in dit nummer en in het komend aprilnummer verklaard, zodat de beschrijvingen beknopt kunnen blijven; op het inwendige schema wordt hier dan ook niet of nauwelijks meer ingegaan.

De markt voor de stabilisatie-IC's is op het moment sterk in beweging, daarom worden zoveel mogelijk ekwievalenten aangegeven. Daarnaast is het vaak mogelijk nog andere, niet vermelde tipen te nemen, mits men er zorg voor draagt dat de IC's overeenkomstige eigenschappen hebben.

In de Elektorskoop worden een aantal verschillende voedingsspanningen gebruikt. De TTL-schakelingen, die zijn gekozen vanwege de snelheid, lage prijs en goede verkrijgbaarheid hebben een voedingsspanning van 5 V nodig. De versterkers en de zaagtandgenerator worden met een simmetrische ± 15 V gevoed, terwijl de versterkers die de afbuigspanningen leveren een spanning van 150 tot 200 V verlangen. Ook deze laatste spanning moet bij voorkeur gestabiliseerd zijn.

Tenslotte is voor de versnelling van de elektronenbundel in de beeldbuis nog een spanning van 1 resp. 2 kV noodzakelijk. Voor het opwekken van deze hoge spanning wordt op het moment nog een alternatieve metode bestudeerd.

De 5 Volt stabilisator

In figuur 1 is het schema van de 5 V voeding getekend.

Fig 1
Figuur 1.

De 8 V van de trafo wordt dubbelfazig gelijkgericht en afgevlakt met een elko van 470 µF (C11). Hieraan parallel staat ook nog een tantaalelko van ongeveer 10 µF. Laatstgenoemde kondensator moet zo dicht mogelijk bij het IC worden geplaatst omdat op deze wijze wordt voorkomen dat de schakeling instabiel wordt.

Aan de uitgang van het IC is eveneens een ontkoppelkondensatortje geplaatst. Daar de schakeling niet meer dan 150 mA hoeft te leveren heeft de L 129 nog veel reserve. Het IC kan het beste voorzien worden van een kleine koelplaat; 10 cm2 is al voldoende.

De werking van het hier gebruikte stabi lisatie-IC staat elders in dit nummer beschreven, zodat een verklaring op deze plaats achterwege kan blijven.

Behalve het aangegeven tipe zijn er nog een groot aantal andere 5 V stabilisatie-IC's verkrijgbaar. Door vergelijking van de gegevens zal het in veel gevallen mogelijk blijken een ekwievalent tipe toe te passen.

De ± 15 Volt stabilisator

Met behulp van een klein schakeltechnisch truukje is het mogelijk om met een brugcel de + en -15 V gelijkspanning te maken. Wel moet de wikkeling op de trafo een middenaftakking hebben.

Als spanningsstabilisator is voor de 3501 gekozen, dit IC kan plus en min 15 V leveren bij een stroom van 100 mA. Om de maksimale stroom te vergroten is zowel in de + als - lijn een ekstra vermogenstransistor geplaatst. Aan deze transistoren (Ti en T2) worden geen hoge eisen gesteld; eventueel kunnen hiervoor ook (nog) goedkopere tipen worden gebruikt. Om een goede koeling te waarborgen moeten deze transistoren op een koelplaatje worden gemonteerd. Teneinde een goede stabiliteit te waarborgen zijn bij dit IC de volgende maatregelen genomen: Zowel aan de in- als uitgang zijn dicht bij het IC kondensatoren van 1 p geplaatst (C7, C8, C9 en C10). Voor deze kondensatoren kunnen tantaal- of foliekondensatoren worden gebruikt; in geen geval elektrolieten. Verder is er tussen de basis en de emitter van elke serietransistor een kondensator van 1 µF opgenomen.

De beide weerstanden van 82 s2 (R2 en R3) zijn de belastingen voor het interne regelcircuit. De stroombegrenzing is ingesteld op iets meer dan 200 mA d.m.v. een weerstand van 2,7 Ω (R4 en R5). Kondensatoren C5 en C6 tenslotte, bepalen het afvalpunt van de versterker-trap in het stabilisatiecircuit en zorgen dus eveneens voor de stabiliteit van dit gedeelte.

De 150 Volt stabilisator

In figuur 2 is het schema getekend waarin gebruik wordt gemaakt van een gewone µA 723. In 'normale' schakelingen met de 723 is het niet mogelijk om hogere spanningen dan 37 V te regelen. Om nu toch 150 V te kunnen stabiliseren wordt de nul van het IC op de +150 V gelegd (dus aan de uitgangsspanning). De voedingsaansluitingen van het IC komen aan de ongestabiliseerde spanning waarbij zenerdiode D1 ervoor zorgt dat de spanning over het IC niet hoger dan 36 V kan worden.

Principiëel werkt de zaak nu als volgt: Als door een grotere belasting de 150 V zakt, dan wordt deze spanningssprong in zijn geheel doorgegeven naar de inverterende ingang (punt 4), omdat de spanning tussen de punten 6 en 7 altijd konstant blijft. (Tussen 6 en 7 staat immers de referentiespanning.) Punt 5, de niet-inverterende ingang is via een spanningsdeler die gevormd wordt door R8 en R10 op de uitgangsspanning aangesloten. Daarom is de variatie die door de uitgangsspanning veroorzaakt wordt kleiner op ingang 5 dan op ingang 4. Het IC regelt de uitgangsspanning dus weer omhoog.

De uitgangsspanning kan verhoogd worden door R10 te vergroten.

Als serietransistor (T3) moet een transistor worden gebruikt die tenminste de ongestabiliseerde spanning kan verdragen. De hier gebruikte BF 458 heeft een Vce van 250 V en is hiervoor dus zeer geschikt. Deze transistor zal trouwens eveneens in de horizontale en vertikale versterker voor de afbuigplaten van de beeldbuis worden gebruikt. Een koelplaat van 10 cm2 is voldoende om de transistor te koelen.

De schakeling begrenst de stroom op ongeveer 60 mA; deze waarde wordt door R11 bepaald. Dit wil echter niet zeggen, dat de schakeling zondesmeer gedurende langere tijd kortgesloten mag worden. De temperatuur van T3 loopt dan beslist te hoog op!

De hoogspanningsvoeding

De schakeling (onderste gedeelte van figuur 2) is zo ontworpen dat zowel het oudere tipe DG7-32 als de nieuwe buizen D7-210 en D 13-620 toegepast kunnen worden. Deze laatste heeft een beeldscherm van 13 cm.

Fig 2
Figuur 2. In de bovenste helft van de figuur is de stabilisator voor 150 V getekend; de onderste helft is de hoogspanningsvoeding. Wanneer er een hoogspanning van slechts 975 V nodig is, kan een deel van de hoogspanningsvoeding vervallen.

Meer details over deze buizen zullen worden vermeld in een volgend artikel waarin de instelling van de beeldbuizen aan de orde zal komen. Voor het 13 cm tipe moet de spanning van 150 V verhoogd worden. Dit kan echter eenvoudig gebeuren door R10 (zie beschrijving van de 150 V stabilisatie) te vergroten. Voor het tipe D7 is een hoogspanning gewenst van 1000 V; tipe D13 heeft 2000 V nodig. Een van de eenvoudigste manieren om deze spanning op te wekken is hier getekend in figuur 2. Met behulp van een hoogspanningwikkeling van 700 V op de voedingstransformator kan een spanning van bijna 1000 V worden gemaakt.

Speciaal voor de D13 is ook nog het onderste deel met C19 toegevoegd; de spanning is daardoor twee maal zo hoog. Aan de transformator worden hierbij hoge eisen gesteld wat betreft de door-slagspanning; dit geldt eveneens voor de gloeidraadwikkeling van 6,3 V die op het totale negatieve potentiaal van 2000 V komt te liggen!

Deel 1 - Deel 2 - Deel 3 - Deel 4 - Deel 5 - Deel 6 - Deel 7 - Deel 8