Der Übertrager

Das aufwändigste Bauteil dieser Schaltung ist sicherlich der Übertrager, da es hier keine entsprechenden Fertigteile gibt. Ich habe hier einen E25-Kernbausatz von Conrad verwendet. Er kann dort unter der Bestellnummer 516678 (Drosselspulenbausatz) für ca. EUR 2,50 bestellt werden.

Die Dimensionierung der Wicklungen ist vergleichsweise einfach, da das Schaltnetzteil keine nennenswerte Leistung übertragen soll. Primärspannung $U_1$, Frequenz $f$, Tastverhältnis $v_t$, Kernquerschnitt $A_\ensuremath{\mathit{Fe}}\xspace$ und die zulässige maximale Flussdichte im Kern $B_\ensuremath{\mathit{max}}\xspace$ legen die Windungszahlen der beiden Primärwicklungen $N_1$ und $N_2$ fest:

$$N_{1,2} = \frac{U_1 v_t}{B_\ensuremath{\mathit{max}}\xspace A_\ensuremath{\mathit{Fe}}\xspace f}$$ (1)

Die Primärspannung beträgt hier 19V, die zulässige maximale Flussdichte im Kern wird zu 0,25T gewählt.

Die sekundäre Windungszahl $N_3$ ergibt sich ganz zwanglos aus der erforderlichen Ausgangsspannung $U_2$

$$N_3 = \frac{N_{1,2}}{U_1} \quad U_2$$ (2)

Ist die erforderlich Sekundär-Windungszahl zu hoch, so kann gemäß Gleichung 1 ein Kern mit einem größeren Querschnitt verwendet werden, die Schaltfrequenz erhöht werden oder das Tastverhältnis reduziert werden.

Die beiden Primärwicklungen sollten eine sehr gute magnetische Kopplung aufweisen. Ich empfehle beide Wicklungen gemeinsam bifilar zu wickeln und einlagig auszuführen. Damit ergibt sich der zu verwendende Lackdrahtdurchmesser. Auf die beiden gemeinsam gewickelten Primärwicklungen, die das Wickelfenster in der ganzen Breite ausfüllen dürfen, wird eine ausreichend spannungs- und temperaturfeste Isolation aufgebracht. Auf diese wird nun die Sekundärwicklung mit dem dünnsten zur Verfügung stehenden Kupferlackdraht gewickelt - hier 0,1mm.

Ich empfehle zum Bewickeln den Wickelkörper auf einen Dorn zu schrauben und diesen in einen Akkuschrauber zu spannen. Für das Zählen der Windungen bietet sich die Kombination aus Reflexlichtschranke und Impuls-Zähler an.

Die Sekundärwicklung sollte auf ca. 10 Ebenen verteilt werden, die untereinander durch Isolierfolie getrennt werden. Die einzelnen Lagen sollten nicht bis an den Rand des Wickelfensters gewickelt werden, sondern ca. 2mm Abstand zu diesem einhalten.

Auf eine besonders sorgfältige Wicklungsausführung kommt es hier nicht an; im Gegenteil: Die sekundärseitige Streuinduktivität begrenzt den Ladestrom der Kondensatoren in der Kaskade.

Bild 4: Leiterplattenlayout der Hochspannungsquelle.

Nach Prüfung der Wicklung, am besten mittels Funktionsgenerator und Oszilloskop, werden die beiden Kernhälften mit Epoxid-Zweikomponentenkleber in den Wickelkörper geklebt. Ein Luftspalt ist bei dieser Anwendung nicht erforderlich. Die Wicklung sollte, dort wo sie zugänglich ist, ebenfalls mit dem Epoxid "`vergossen"' werden, insbesondere sollten die Zuleitungsdrähte geschützt werden.