Hans Martins Bastelseiten

Ein einfaches Labor-Netzgerät für Röhrenexperimente am Basteltisch

Letzte Änderung: 12.2.2019

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1. Ein kleines Universalnetzgerät für Röhrenexperimente aller Art

Wozu ein extra Netzgerät für Röhren ?

Mit Röhren kann der Elektronik-Bastler eine ganze Reihe von elektronischen Schaltungen aufbauen: Mittel- oder Langwelle-Radios, Tonfrequenzverstärker, Tongeneratoren, Blinklichter. Sogar elektronische Musik läßt sich damit machen. Die Schaltungen selbst sind meistens recht überschaubar.
Doch leider sind Elektronenröhren in einem Punkt besonders anspruchsvoll. Sie brauchen verschiedene Betriebsspannungen.

1. Eine niedrige (Wechsel-)Spannung für die Röhrenheizung: die weit verbreiteten E-Röhren brauchen 6 Volt. P-Röhren dagegen je nach Typ zwischen 4 und 30 V. Der Strombedarf liegt maximal bei 2 bis 3 Ampere.

2. Eine hohe Gleichspannung (50 bis 250 V) für die Versorgung mit Anodenstrom. Für die Mehrzahl der hier gezeigten Experimente und Bastelprojekte reichen 5 bis 50 mA Belastbarkeit meistens aus. Die Spannung sollte stabilisiert, regelbar, kurzschlußsicher und frei von Brummspannung sein.

3. Und dann ist ab und zu noch eine kleine, aber ebenfalls einstellbare Gleichspannung zwischen 0 und etwa 20 Volt von Nutzen, als Gittervorspannung bei Röhrentests.

Damit man nicht jedes Mal teure Hochspannungstrafos beschaffen und mit "heißen" Gleichrichterdioden und Elektrolytkondensatoren jonglieren muss, oder gar mit abenteuerlichen Serienschaltungen von Batterien, lohnt sich der Selbstbau eines kleinen, aber präzise arbeitenden Netzgeräts. Damit macht Röhrenbasteln noch mehr Spaß.


Mein kleines Labornetzgerät passt auf jeden Basteltisch (26 x 19 x 10 cm groß, 2,5 kg schwer). Ich habe es praktisch ganz aus Elektronik-Schrott zusammengebaut, aus Teilen, die ich aus Altgeräten ausgebaut habe, bevor die in die Müllpresse wanderten.
Die Bauelemente gibt es aber auch im Versandhandel, und oft schon hatte ich auf Flohmärkten Glück.

Das Gerät liefert alle wichtigen Spannungen fürs Experimentieren mit Elektronenröhren:
a.) 6,3 V, 19 V und 25 V Wechselspannung für die Heizung bis 2,5 A
b.) eine einstellbare stabilisierte Gleichspannung von 60 bis 280 Volt bei maximal 50 mA für den Anodenstrom.
c.) 0 bis 27 V Gleichspannung, mit nur wenigen mA belastbar, für Gittervorspannungen.


Copyright: Hans Martin Sauer, 1985. Ja so lange ist das schon her, dass ich das Netzgerät gebaut habe (auch wenn der Schaltplan dank ESYM aus deutlich jüngerer Zeit ist). Seitdem ist es in meinem Labor im Einsatz.

Links der Schaltplan. Das Gerät enthält zwei Netztrafos. Der obere Trafo stammt aus einem alten Röhrenradio. Er besitzt sekundär eine Hochspannungswicklung mit etwa 230 V für die Anodenspannung, die maximal etwa 60 mA liefern kann.Ferner ist da noch eine Heizspannungswicklung mit 6,3 V. Der untere Trafo hat Wicklungen für 19 V und 6,3 V. Er stammt aus einem alten Farbfernseher. Der dritte, kleine Trafo ist kein Netztrafo, sondern ein Zwischenübertrager für 6 auf 9 V. Den habe ich hier eingebaut, um die Heizspannung der PCF 82 im Hochspannungsstabilisator zu erzeugen. Normalerweise wäre dieser Trafo nicht nötig, wenn dort eine Pentode mit einer 6,3-Volt-Heizung drin wäre. Der Trafo sorgt zudem aber für die galvanische Trennung von der Heizungen der EL84. Keinesfalls darf man die Heizungen der beiden Röhren einfach parallel schalten, denn die Spannungsdifferenz zwischen ihren Kathoden ist zu hoch und das könnte bei direkter Verbindung zur Zerstörung der Röhren führen.

Die regelbare Gittervorspannung. Hier wird aus den 19 V plus 6,3 V Wechselspannung zunächst eine Gleichspannung von 40 V erzeugt. Diese gelangt zu einem Widerstandsnetzwerk, das auch den Germaniumtransistor 2 SB 324 (hier geht auch ein ganz normaler Si-pnp-Transister, z.B. ein BC 557) und eine Zenerdiode enthält. Diese Schaltung dient der Siebung der noch welligen Spannung vom Gleichrichter und garantiert eine konstante, praktisch brummfreie Gleichspannung von 27 V. Wichtig, wenn man damit auf das hochempfindliche Steuergitter einer Röhre gehen will. Diese Ausgangsspannung ist gegen Schwankungen der Eingangsspannung stabilisiert und vom Hochspannungs-Stromkreis galvanisch getrennt. Die simpelste 1-Transistor-Stabilisierungsschaltung, die so perfekte Gleichspannung erzeugt. Vor Inbetriebnahne muß das 470-Ohm-Poti lediglich einmal abgeglichen werden. Die 27 V werden dann mit dem 5-Kiloohm-Poti passend heruntergesetzt.

Die stabilisierte Hochspannung: Die 230 V Wechselspannung aus dem Anodentrafo werden mit einem Selen-Brückengleichrichter in 280 V Gleichspannung verwandelt. Diese gelangen über die Längsröhre, eine EL 84, zum Ausgang. Das Gitter der Längsröhre wird über einen Differenzverstärker angesteuert, der das Pentodensystem einer PCF 82 nutzt. Dieser Röhrentyp kam früher in TV-Geräten zum Einsatz kam. Die Ausgangsspannung kann man mit dem 100-Kiloohm-Regler stufenlos zwischen 60 und 250 V einstellen. Sie ist gegen Belastungsschwankungen stabilisiert und nahezu brummfrei. Die maximale Stromstärke liegt bei etwa 50 mA. Bei 250 V liegt der maximale Strom jedoch bei nur 20 mA. Eine extra Kurzschlußabschaltung gibt es nicht. Im Kurzschlußfall reicht der Innenwiderstand der Längsröhre, um den Strom soweit zu begrenzen, dass weder die EL 84 noch der altehrwürdige Selengleichrichter Gefahr laufen, Schaden zu nehmen.

Ich habe auch eine weitere Buchse vorgesehen, die direkt zum Pluspol des Ladeelkos hinter dem Gleichrichter führt. Hier kann man die unstabilisierte Spannung von 280 V abnehmen. Diese Buchse ist aber vor allen Dingen dazu gedacht, bei abgeschalteter Hochspannung eine sichtbare Kurzschlussbrücke gegen Masse herstellen zu können. Dann ist klar, dass an der Hochspannung führenden Versuchsschaltung, die vom Netzgerät mit Strom versorgt wird, gefahrlos gearbeitet werden kann.

    Dieses Netzgerät unterstützt das sichere Experimentieren mit hohen Spannungen. Das klappt aber nur dann, wenn man folgende Regeln im Umgang beachtet:
  1. Dieses Netzgerät erzeugt Hochspannung (und zwar von erheblicher Stromstärke) die bei unsachgemäßem Umgang lebensbedrohliche Stromschläge verursachen kann. Das sollte man bei der Arbeit immer im Kopf behalten.
  2. Unter keinen Umständen darf man die Schaltelemente im Innern des Geräts oder die Klemmen an der Vorderseite berühren. Dies darf man nur dann, wenn alles tatsächlich spannungsfrei ist.
    Ich habe deshalb auf der Frontseite eine spezielle Buchse angebracht, die direkt mit dem Ladekondensator (die Hauptquelle aller Hochspannung) verbunden ist. Um zu 100 % sicher zu gehen, dass vom Netzgerät keine Spannung mehr geliefert wird, kann man diese Buchse nach dem Ausschalten des Geräts über ein Kabel mit dem Minuspol kurzschließen.
    Bitte Kabel vor dem Wiedereinschalten entfernen, sonst schmilzt die Sicherung.
  3. Vor Arbeiten am Netzgerät selbst immer den Netzstecker ziehen.
  4. Das rote Signallicht auf der Frontplatte warnt, dass das Gerät nun unter Spannung steht.
  5. Im Fehlerfall, wenn etwas heiß wird, zu brutzeln oder zu riechen beginnen sollte, immer am Netzschalter abschalten.
  6. Das Netzgerät ist ausgangsseitig erdfrei. Es ist zulässig, eine beliebige Ausgangsklemme mit Masse oder mit der Schutzerde zu verbinden.


Das Ganze passt in ein Sperrholz-Gehäuse mit abnehmbarem Deckel und Rückwand. Zur einfacheren Wartung.


Ein Blick auf den Stabilisator. Links die EL 84, daneben die PCF 82 und rechts der Selen-Brückengleichrichter. Vorne links im Bild der Zwischentrafo für die Heizung der PCF 82.

2. Weitere Schaltungsvorschläge für stabilisierte Röhrennetzgeräte


Eine etwas andere Stabilisierschaltung. Die Längsröhre EL 84 liegt in der negativen Leitung der vom Gleichrichter erzeugten Hochspannung, nicht in der positiven. Statt der EBC 91 gehen auch andere Trioden. Man nehme was gerade da ist. Mit PC 86 und PC 900 hat es auch gut geklappt.
Je nach Leistung des Trafos können auch stärkere Röhren eingesetzt werden. An Stelle der Kombination aus BD 137 und EL 84 wären auch BD 243 mit EL 34 oder 6L6 möglich. Damit schafft der Stabi 100 oder vielleicht auch 150 mA.

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Die Stabilisatorschaltung links verwendet sowohl Röhren als auch Transistoren. Wie schon oben wird eine Leistungspentode EL 84 hier als Längsröhre eingesetzt. Diese Schaltung hat gegenüber der oben gezeigten jedoch einen Vorteil: die Spannung, die an der Längsröhre abfällt, ist bei Vollaussteuerung sehr viel kleiner, nur etwa 30 - 40 Volt. Dadurch sinkt die Ausgangsspannung, wenn man dem Stabilisator hohe Ströme entnimmt, nicht so stark ein. Trotzdem arbeitet die Stabilisierung einwandfrei.
Die Schaltung funktioniert so:
Die Triode der EBC 91 wirkt mit der Glimmlampe Z90/60 (90 V Zündspannung, 60 V Brennspannung) als Differenzverstärker. Der Anodenstrom dieser Röhre wird auf die Basis des PNP-Hochvolttransistors 2 SA 1156 geführt, der das Regelsignal noch einmal verstärkt. Ich habe hier zwei solche Transistoren kaskadiert, damit unter keinen Umständen die maximal zulässige Kollektorspannung (400 V) überschritten wird. Der Kollektorstrom (max. 1-2 mA) fließt dann zur Basis des BD 137. Dieser bildet zusammen mit der EL 84 eine sogenannte Kaskode-Stufe. Die Pentode wird in Gitterbasisschaltung betrieben. Sie übernimmt den weitaus größten Anteil der bei der Spannungsregelung anfallenden Verlustleistung (am Transistor fallen maximal etwa 15 V ab, an der Röhre bis zu 300 V).
Zwei Punkte sind zu beachten:
1. die Längsröhre liegt anders als oben in der negativen Leitung,
2. Jede der beiden Röhren braucht eine isolierte Heizwicklung am Trafo.

(C)Hans Martin Sauer 2016