Einfacher Kennlinienschreiber - Schaltung

Schaltung

Zum Prüfen nichtlinearer Bauteile wie Dioden – aber auch Spulen mit Kern – wurde ein simpler Kennlinienschreiber aufgebaut. (Dank an techlib.com für die Anregung!)

(Bilder zum Vergrößern anklicken)

Schaltungsbeschreibung Das Gerät ist ein Vorsatz für ein Standard-Oszilloskop im X-Y Modus, das mit zwei RG58 BNC Kabeln von je 2 m Länge angeschlossen wird.

Die Spannung über dem Prüfling wird 100:1 geteilt, sodass mit einer Einstellung von 0.1 V/Skt. am Oszilloskop insgesamt eine Skalierung von 10 V/Skt. erreicht wird. Der Teiler ist für die gesamte Eingangskapazität (Kabel + Oszilloskop, ca. 280 pF) kompensiert.

Mit zwei Drehschaltern kann man den Spannungs- und Strombereich wählen. Durch die Dioden am Spannungswahlschalter gibt jeden Spannungsbereich einmal als Wechselspannung und einmal als unipolare, positive Halbwellen.

Bei den Strombereichen werden die Vorwiderstände (zur Strombegrenzung) gemeinsam mit den Serienwiderständen (Shunts zur Strommessung) umgeschaltet. Damit kann der Y-Kanal des Oszilloskops konstant auf 10 mV/Skt. eingestellt bleiben, und es ergeben sich fünf Strombereiche von 10 µA/Skt. bis 100 mA/Skt. Im Mustergerät wurden in Serie geschaltete Widerstände in der Kadenz 900/90/9 Ohm usw. eingesetzt (weil vorhanden). Genauso kann man natürlich 1K/100/10 Ohm usw. vom Schalterkontakt nach Masse einsetzen.

Achtung: Diese Anleitung ist nur für Fachleute geeignet. Bei unsachgemäßer Arbeit an den Netzspannung führenden Teilen besteht Lebensgefahr durch Stromschlag sowie möglicherweise Brandgefahr.
Selbverständlich darf das Gehäuse nur bei völlig vom Netz getrenntem Gerät geöffnet werden!

Mustergerät im PC-Netzteilgehäuse (ATX)

Mustergerät im PC-Netzteilgehäuse (ATX)

Das Mustergerät wurde in ein PC-Netzteilgehäuse (ATX) eingebaut, die Eingangsbuchse blieb bestehen.

Der Trafo im Mustergerät stammt aus einem (sehr) alten CD-Player und hat praktischerweise vier in Serie geschaltete Wicklungen zu je 10 Volt. Genausogut kann man aber auch einen Standardtrafo mit 4 × 9 V oder zwei billige mit 2 × 9 V verwenden, oder auch andere Kombinationen je nach Bedarf.

Innenansicht

Innenansicht

Es ist darauf zu achten, dass empfindliche Bauteile nicht überlastet werden (sowohl was maximale Spannung oder maximalen Strom angeht, als auch betreffend der Verlustleistung). Besonders im 100 mA/Skt. Bereich ist hier Vorsicht geboten!


Beispiel: Eingangs-Filterspule aus PC-Netzgerät (2 × 33 mH) - man beachte die mit dem Strom ansteigende Nichtlinearität

1 mA / Skt.

1 mA / Skt.

10 mA / Skt.

10 mA / Skt.

100 mA / Skt.

100 mA / Skt.

10 mA / Skt.

10 mA / Skt.

Dieselbe Spule wie oben,
mit a 2.2 µF Kondensator parallel

Resonanzschwingungen weden durch die Nichtlinearität der Spule bei hohen Strömen angestoßen

100 mA / Skt.

100 mA / Skt.

MOSFET

Links: IRF540 MOSFET UD-S vs. ID
bei einer Gate-Spannung (UG-S) von +4 V

Der FET wird ohne Gate-Vorwiderstand betrieben – man beachte die oben rechts einsetzenden wilden Schwingungen!