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Wie funktioniert ein Kippschwinger? - Eine Erklärung

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Letztes Update am 22.10.2014, 14:18
Der Kippschwinger ist eine spezielle Oszillatorschaltung, die recht einfach aufgebaut ist.

Dieser Begriff hat nichts mit einem Bagger oder Ähnlichem zu tun. Der Kippschwinger ist eine sogenannte Oszillatorschaltung, die relativ einfach aufgebaut ist. Sie besteht im Wesentlichen aus einem Kondensator und einem elektrischen Verbraucher, die parallel geschaltet wurden und über einen Vorwiderstand an einer elektrischen Spannung betrieben werden. Der Begriff Oszillator deutet darauf hin, dass hier ständig ein Ladungsausgleich zwischen dem Verbraucher und dem Kondensator stattfindet. Durch diesen Oszillator wird eine sogenannte Sägezahnschwingung erzeugt.

Wichtige Hinweise

  • Die ersten Anfänge des sogenannten Kippschwingers gehen bereits bis auf den Anfang der 1920er Jahre zurück. Es handelt sich hierbei um eine elektronische Schaltung, die im Wesentlichen nur aus sehr wenigen Bauteilen besteht und vom Prinzip her recht einfach arbeitet.
  • Bei der Kippschwingerschaltung wird eine Glimmlampe parallel zu einem Kondensator geschaltet. Diese beiden Bauteile wiederum werden über einen Vorwiderstand an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen. Der Aufbau ist also im Grunde sehr einfach.
  • Nun zu der Funktion dieser Schaltung. Schließt man diese Oszillatorschaltung an eine Spannungsquelle an, so passiert Folgendes: Da sich in der Schaltung ein Vorwiderstand befindet, erfolgt das Aufladen des Kondensators mehr oder weniger langsam (abhängig von der Größe des Vorwiderstandes).
  • Die Spannung am Kondensator steigt also langsam an, da der Ladestrom des Kondensators über den Vorwiderstand begrenzt ist.
  • Nach einer gewissen Zeit ist aber der Kondensator voll aufgeladen. Dadurch wird auch die Zündspannung erreicht, welche die Glimmlampe benötigt, um aufzuleuchten.
  • Hat die Glimmlampe nun gezündet, so entlädt sie den parallel geschalteten Kondensator wieder. Die Spannung am Kondensator sinkt also wieder ab.
  • Dadurch erlischt auch die Lampe. Ist diese wieder aus, so fängt das ganze Spiel von vorne an und der Kondensator wird wieder über den Vorwiderstand langsam aufgeladen, bis auch die Lampe wieder ihre Zündspannung erreicht hat und aufleuchtet.
  • Der Begriff Sägezahn ergibt sich dadurch, dass die Spannung relativ langsam ansteigt und dann recht schnell wieder abfällt. Je nach Größe des Vorwiderstandes und der Kapazität des Kondensators kann es natürlich auch genau anders herum sein.
  • In beiden Fällen ergibt sich aber die charakteristische Form des Spannungsverlaufs durch diese Oszillatorschaltung. Sie wird übrigens auch als Relaxationsoszillator bezeichnet.
  • Seinen Namen hat der Kippschwinger übrigens auch durch die Sägezahnschwingung, die häufig auch als sogenannte Kippschwingung bezeichnet wird.
  • Durch den periodischen Ablauf während des Aufladens und Entladens des in dieser Schaltung verwendeten Kondensators blinkt die angeschlossene Glimmlampe in dieser Schaltung.
  • Durch eine geschickte Dimensionierung der verwendeten Bauteile kann man die Blinkfrequenz der Lampe beeinflussen und verschiedene Blinkfrequenzen realisieren. Diese Frequenz wird im Wesentlichen bestimmt durch die Kapazität des Kondensators, die Zündspannung der Lampe und durch die Größe des Vorwiderstandes.
  • Die Grundvoraussetzung zum Funktionieren dieser Schaltung ist natürlich die, dass die Versorgungsspannung höher sein muss als die Zündspannung der Lampe.
  • Natürlich können Kippschwinger auch mit anderen Halbleiterbauelementen aufgebaut werden. Allerdings ist die hier erwähnte Schaltung eine der einfachsten Oszillatorschaltungen überhaupt.

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