Der Glowtester - Ein Röhren-Tesla-Trafo

Der Glowtester ist ein Gerät, das ursprünglich zum Testen von Leuchtstofflampen eingesetzt wurde - daher der Name Glowtester. Dabei werden die Lampenkörper (ohne die zum Betrieb notwendige Elektronik) einem hochfrequenten elektrischen Feld ausgesetzt und beginnen zu leuchten. Ich konnte dieses imposante Teil mal vor dem Schrott retten (verfluchte Wegwerfgesellschaft!) und will es auf dieser Seite näher vorstellen.

Der Glowtester

Prinzipiell handelt es sich um eine Tesla-Spule, die von einem Röhrenoszillator gespeist wird. Im Englischen kennt man so eine Schaltung auch unter der Abkürzung VTTC (Vacuum Tube Tesla Coil). Leider ist der Glowtester für den amerikanischen Markt gedacht (siehe auch Typenschild), so dass er für eine Netzspannung von 110 Volt ausgelegt ist. Glücklicherweise kann ich ihn aber mit meinem Trenntrafo versorgen, der auf 110 Volt umschaltbar ist.

Typenschild

Die Bedienelemente sieht man auf dem ersten Bild ganz oben. Ganz links befinden sich der Netzeingang und die Netzsicherung (3A). Der mit H.V. beschriftete Kippschalter schaltet die Anodenspannung für die Röhre ein, was auch über die Lampe H.V. ganz rechts signalisiert wird. Die Röhrenheizung ist ständig aktiv. An die Klinkenbuchse IK kann man ein Amperemeter zur Messung des Kathodenstroms der Röhre anschließen. Der Schalter POWER dient, wie der Name schon vermuten lässt, zur Einstellung der Ausgangsleistung, intern wird hier der Gitterwiderstand der Röhre verändert. Schließlich kann die Leistung extern geregelt werden, indem man zwischen die Netzsteckdose LINE und den Stecker LOAD einen Stelltransformator (VARIAC) einschleift. Im Gehäuse gibt es noch ein Loch TUNING, hinter dem sich ein per Schraubenzieher erreichbarer 6stufiger Drehschalter befindet. Mit ihm werden verschiedene Anzapfungen der primären Teslaspule ausgewählt, wodurch die Resonanzfrequenz des primären Schwingkreises verändert wird. Dadurch kann man Primär- und Sekundärschwingkreis der Teslaspule aufeinander abstimmen.

Schaltung

Ich habe mal den Schaltplan des Glowtesters aufgezeichnet, um die Funktion und den Aufbau zu verstehen. Den Schaltplan als PDF-Datei kann man hier ansehen.

Links unten ist der Netzeingang zu sehen. Nach zwei Entstörkondensatoren C1, C2 und der 3A-Sicherung F1 geht es direkt auf den Heiztrafo T1, der sekundär 6,3V bei 6A liefert. Er bestromt die direkt geheizte Kathode der Leistungstriode V1, eine 5866 von Amperex. Die 5866 ist auch als TB2.5/300 bekannt, für die es zum Beispiel hier ein Datenblatt gibt. Die Mittelanzapfung des Trafos - sprich: die Kathode - ist über den Schaltkontakt der Klinkenbuchse J1 (IK) auf Schutzleiterpotential (PE) gelegt. An die Buchse kann man ein Amperemeter anstecken, dadurch trennt man diese Verbindung auf und schleift das Amperemeter in die Kathodenleitung ein.

Nach dem Schalter SW2 (H.V.) und der Lampe H1 (H.V.) gelangt die Netzspannung auf die LINE-Buchse K1. Hier kann extern ein Regeltransformator eingeschleift werden, um die Anodenspannung und somit die Ausgangsleistung zu regeln. Im Normalfall (wie auch im ersten Bild zu sehen) ist einfach eine Brücke zwischen K1 und K2 gesteckt, die Netzspannung gelangt dann direkt auf den Hochspannungstrafo T2, der sekundär eine Spannung von 1kV bei 250mA liefert. Die Hochspannung wird dann über den aus insgesamt 12 Dioden (D1-D12), Widerständen (R4-R15) und Kondensatoren (C15-C26) bestehenden Brückengleichrichter gleichgerichtet und mit dem Kondensator C14 gepuffert. Die Widerstände im Gleichrichter dienen dazu, die Spannung in Sperrrichtung gleichmäßig über den Dioden aufzuteilen, damit nicht eine Diode aufgrund einer ungleichmäßigen Aufteilung durchschlägt.

Über die Spule L2 gelangt die Hochspannung dann auf die Anode der Röhre. Die Röhre bildet zusammen mit C10, der Primärspule L3 und C13 den Oszillator. Die prinzipielle Funktion ist folgende: Zunächst fließt ein Strom über C10, L3 und C13, wodurch sich C13 auflädt. Über C12 wird diese Spannung an das Gitter der Röhre weitergegeben, das dadurch positiver wird. Der Strom durch die Röhre steigt, die Spannung an der Anode sinkt, wodurch auch wieder der Strom durch C10, L3 und C13 abnimmt. Dadurch wird die Gitterspannung wieder negativer, der Strom durch die Röhre sinkt und das Spiel beginnt von vorne.

Gleichspannungsmäßig ist das Gitter der Röhre über drei mit SW1 (POWER) umschaltbare Widerstände auf PE gelegt, wodurch sozusagen der Gleichanteil des Gitterstromes festgelegt und somit der Arbeitspunkt bestimmt wird.

Aufbau

Das Innenleben des Glowtesters ist auf zwei Ebenen aufgebaut. Das Bild zeigt die "obere" Ebene, die Komponenten, die auf der Grundplatte unter dem großen Metallkäfig aufgebaut ist.

Innenansicht (oben)

Ganz links ist der Trafo für die Anodenspannung zu sehen.

Hochspannungstrafo

Rechts neben dem Trafo sitzt die Leistungstriode. Dahinter sieht man die Primärspule mit den insgesamt 6 umschaltbaren Anzapfungen, sowie einen der Schwingkreiskondensatoren (C13).

Triode
Anzapfungen der Primärspule

Die innere Sekundärspule ist linksseitig mit dem Gehäuse verbunden, während die rechte Seite in eine Steinplatte eingeklebt ist und so aus dem Gehäuse herausgeführt wird. Auf der Rückseite, also hinter der Röhre, ist die Spule L2 zu sehen, die die Hochspannung an die Röhre führt, sowie die Kondensatoren C10 (oben, schwarz) und C11 (unten, braun).

Schwingkreis

Die zweite Ebene befindet sich auf der Unterseite unter der Grundplatte. Hier ist links der Heiztrafo zu erkennen, darunter der Hochspannungsgleichrichter mit den insgesamt 12 Gleichrichterdioden. Die rote Leitung führt die gleichgerichtete Hochspannung durch die Grundplatte zur Anode.

Innenansicht (unten)

Rechts oberhalb ist die Fassung für die Röhre und links daneben der rote Varistor zum Schutz vor Überspannungen zu sehen.

Trafo zur Röhrenheizung

Weiter rechts befinden sich schließlich die umschaltbaren Gitterwiderstände.

Anschlüsse am Röhrensockel

... und Action!

Hier gibt es schließlich noch ein kleines Video, das den Glowtester beim Aufheizen und in Aktion zeigt.