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Sel(R)

Radebeul,
11.04.2019,
09:17
 

einstellbare analoge Netzteile allgemein (Schaltungstechnik)

Hallo,

hier im Forum ist ja inzwischen viel zu analogen Netzteilen geschrieben worden.

Problematisch sind immer wieder die gleichen Komponenten und Eigenschaften:
- Netztrafo
- Kühlung
- Stabilität
- Rauschen
- Störfestigkeit

Wogegen bei der Schaltung und der Dimensionierung sich so ziemlich sich ein Standard gebildet hat. Je nach eingesetzter Technik sind natürlich Anpassungen nötig.

Beim Netztrafo muß immer ein Kompromiß eingegangen werden. Oder es bleibt nur die Einzelanfertigung. Ich bin dazu übergegangen (bin auf handelsübliche Trafos angewiesen) dann für die Hauptspannung einen Trafo vorzusehen, die Hilfsspannung aber mittels separaten Trafo(s) bereitzustellen. Manchmal ist in Bezug auf Störsicherheit eine galvanische Trennung von Haupt- und Hilfsspannung von Vorteil. Auch sind spezielle Trafos überflüssig. Die Verwendung von einer getakteten Stromversorgung kann so viele zusätzliche Probleme bereiten, das man vielleicht darauf verzichtet.

Häufig bestimmt die Kühlung der Leistungshalbleiter die tatsächliche Größe des Netzteiles. Eine Aktivkühlung bringt Vorteile, aber auch Lautstärke. Den Kühlkörper außerhalb des Gehäuses anzubringen macht Sinn, solange er dort nicht stört oder (je nach Spannung) keine Gefahr darstellt. Der "spannungslose" externe Kühlkörper erfordert jedoch eine elektrisch isolierte Montage der Leistungshalbleiter, was wiederum größere Kühlkörper erfordert (Übergangswiderstand für Wärme Halbleiter-Kühlkörper wird höher).

Das Rauschen des Netzteiles wird durch die Bauelemente verursacht. Hier kann man sich geeignete Bauteile aussuchen. Auch das Layout der Schaltung macht sicher was aus. Jedoch glaube ich, das gerade im "Bastelbereich" dieser Punkt (Rauschen) relativ vernachlässigt werden kann.

Die Störfestigkeit ist eher anwendungsbedingt. Was schließt man eben ans Netzteil an? Sinds große Elkos oder Batterien (Rückstrom), eine störende Digitalschaltung (HF-Störungen), große Lastsprünge (Leistungsverstärker), nur um Beispiele zu nennen.

Die Stabilität ist auch so eine Sache. Meistens sinds Laborbuchsen als Ausgangsklemmen. Bis zu diesen Buchsen ist alles ok, danach kommen viele Übergangswiderstände dazu, welche die eigentliche Stabilität des Netzteiles in Frage stellen. Lösbar ist das mittels Vierdrahtleitung, das lohnt sicher nur bei hohen Strömen. Außerdem wird die Stabilität der Ausgangsspannung selten bei Lastsprüngen überprüft. Dort wird aber die Schaltung des Netzteiles extrem gefordert.

Letztendlich stellt sich noch die Frage: Braucht man das überhaupt? Reicht nicht auch ein einfaches stabilisiertes Netzgerät mit (ungefähr) durchschnittlichen Eigenschaften? Also weitab der (angeblich) guten Daten der kaufbaren Netzgeräte?

Wenn eine selbst gebaute Platine am guten Netzgerät funktioniert, heißt das noch lange nicht das diese Schaltung in der Praxis läuft. Also vielleicht an einem einfachen Steckernetzteil oder mit Batterien. Natürlich will man beim Selbstbau schon zu Beginn gewisse Fehlerquellen ausschließen (eben Netzteil). Doch wo ist da die Grenze? Für genaue Stromversorgung braucht man selten hohe Leistungen, also kann man sich auch eine Referenzspannungsquelle dafür bauen. Ein Netzteil mit vielen Amperchen muß nicht unbedingt regelbar sein, also reichen Festspannungen (dafür gut abgesichert). Wenn man wirklich mal eine empfindliche Schaltung baut, dann bekommt diese ohnehin ein eigenes Netzteil, wozu braucht an dann ein noch besseres Labornetzteil?

Ein sehr gutes Labornetzteil rechtfertigt sich doch eigentlich nur (im Bastelbereich) bei ständiger Verwendung für hochwertige Baugruppen. Doch dann braucht man schnell einen etwas umfangreicheren Meßgerätepark, da fällt der Preis für ein gutes Netzteil nicht ins Gewicht. Oder man spezialisiert sich auf Reparaturen, das kann ebenfalls ein hochwertiges Netzteil erfordern.

Fazit: Bin ich eben nur mit einfachem Multimeter, Oszi, Generatoren.... ausgestattet, dann reicht sicher auch ein einfaches Netzteil mit eben durchschnittlichen Eigenschaften. Diese werden sicher besser sein als die der kaufbaren Billignetzteile. Gerade in Bezug auf dauerhafter stabiler Leistungsabgabe.

Ist meine Weltanschauung falsch?

LG Sel

--
******************************************
Ich bin ein Elektronikbastler, der nur durch Schmerzen begreift, was schlauere Leute im Forum an Wissen vermitteln können.

Hartwig(R)

11.04.2019,
10:18

@ Sel

einstellbare analoge Netzteile allgemein

» Hallo,
Hallo,

» Wogegen bei der Schaltung und der Dimensionierung sich so ziemlich sich ein
» Standard gebildet hat.

ja, interessant finde ich dieses Konzept und die verwendeten Schaltkreise:
https://www.analog.com/en/technical-articles/high-performance-portable-dc-bench-power-supply.html
Nur wäre der Eigenbau da schon eine kleine Herausforderung. Die Daten sind OK- aber das wird für die meisten Anwendungen reichen, beeindruckend sind der geringe Platzbedarf und die geringe Wärmeentwicklung.
»
» Die Verwendung von einer getakteten Stromversorgung
» kann so viele zusätzliche Probleme bereiten, das man vielleicht darauf
» verzichtet.

oder man hat den Ehrgeiz, genau dieses Problem in den Griff zu bekommen.
»

» Das Rauschen des Netzteiles wird durch die Bauelemente verursacht. Hier
» kann man sich geeignete Bauteile aussuchen. Auch das Layout der Schaltung
» macht sicher was aus. Jedoch glaube ich, das gerade im "Bastelbereich"
» dieser Punkt (Rauschen) relativ vernachlässigt werden kann.

vor einigen Monaten habe ich das spaßeshalber Messungen gemacht, wobei noch Mess/Abgleichvorgaben von u.A. HP und TEK vorgegangen bin. Unter Laborbedingungen mag man tolle Werte erzielen. Im Einsatz an einer Schaltung und bei Einsatz weiterer Meßgeräte habe ich dann gelernt (zumindest in meinem Fall), dass es beim Labornetzgerät nicht auf das letzte mV ankommt, die Einstreuungen in den Meßaufbau liegen meist weit darüber. Außerdem ist es ohnehin eine gute Idee, bei Baugruppen, bei denen die Spannungsversorgung wirklich kritisch ist, diese mit im Versuchsaufbau umzusetzen. Für Referenzzwecke benutze ich auch mal ein kleines Kästchen mit 3x LH0071, entweder mit Netz oder 2x 9V Block betrieben.
»
» Die Störfestigkeit ist eher anwendungsbedingt. Was schließt man eben ans
» Netzteil an? Sinds große Elkos oder Batterien (Rückstrom), eine störende
» Digitalschaltung (HF-Störungen), große Lastsprünge (Leistungsverstärker),
» nur um Beispiele zu nennen.

Gibt die eierlegende Wollmilchsau, mit der ich Kennlinien von Kleinsignaltransistoren aufnehmen kann, aber auch Batterien laden oder einen großen Teslatrafo "befeuern" kann?

»
» Letztendlich stellt sich noch die Frage: Braucht man das überhaupt? Reicht
» nicht auch ein einfaches stabilisiertes Netzgerät mit (ungefähr)
» durchschnittlichen Eigenschaften? Also weitab der (angeblich) guten Daten
» der kaufbaren Netzgeräte?

In den meisten Fällen wird das so sein. Man kann natürlich auch sagen, dass eine Schaltung, die an einem schlechten Netzteil gut läuft, auch danach im Gerät bei schlechter Stromversorgung noch ihren Dienst tut. Bei guten Netzteilen kann man ja Störungen simulieren.

Es gibt auch bei den Billigteilen brauchbare Exemplare, kommt immer darauf an, was man sucht. Und die "mittelpreisigen" Geräte, teilweise von lokalen Herstellern, halten zuweilen Überraschungen bereit, man merkt dann hinterher, das hier Spezifikationen "ausgelassen" wurden bzw. Randbedingungen unrealistisch waren.

» Ist meine Weltanschauung falsch?
kann ich nicht beurteilen ;-)
»
Hartwig

bigdie(R)

12.04.2019,
12:33

@ Sel

einstellbare analoge Netzteile allgemein

Hab ja im anderen Thread schon geschrieben, das es in 99,9% der Fälle überhaupt nicht auf die ganzen schön klingenden techn. Daten ankommt. Heute bekommt man schon Bausätze mit beeindruckenden Werten für Strom und Spannung
https://www.pollin.de/p/joy-it-programmierbares-labornetzteil-50-v-15-a-dps5015-810926
Vom China Man direkt gibt es das sicher noch günstiger. Und wenn ich mal eine Autobatterie von einem LKW laden muss, dann kann ich das auch gebrauchen. Weiter fällt mir nicht viel ein, außer evtl noch einen DC Motor testen. Und selbst wenn ich davon 2 Stück habe, und mal eine Audio Endstufe teste, und ich dann irgendwelche Störungen hätte, weil es ein Schaltnetzteil ist, dann weis ich doch warum und auch, das diese mit dem orginalen Netzteil wieder weg sind.

Ist am Ende das Gleiche wie mit Messgeräten. Kann mir eins für 1000€ kaufen, welches mir dann 6 Stellen hinter dem Komma anzeigt, wenn ich aber nicht weis, ob und warum ich dort etwas messe dann nützt das Ganze nichts. Ist 30 Jahre her, da gab es nur analoge Messgeräte, und da war man froh, eine Kommastelle halbwegs genau abzulesen und das ging auch. Die Verfälschung des Ergebnisses durch den geringen Innenwiderstand war eh oft größer als die eine Kommastelle. Es gab in der DDR auch schon hochgenaue Digitalvoltmeter mit solchen Anzeigeröhren, die konnten auch schon einige Stellen hinter dem Komma anzeigen, die kosteten aber auch mehr wie ein Trabant.:-D Keine Ahnung, warum heute jeder Bastler Sachen braucht, die in den 60ern noch nicht mal die Leute hatten, die die ersten Raketen ins All geschossen haben.:-(

Sel(R)

Radebeul,
12.04.2019,
13:27
(editiert von Sel
am 12.04.2019 um 13:56)


@ bigdie

einstellbare analoge Netzteile allgemein

» Keine Ahnung, warum heute jeder Bastler Sachen braucht, die in
» den 60ern noch nicht mal die Leute hatten, die die ersten Raketen ins All
» geschossen haben. :-(

Genau das meine ich ja. Für anspruchslose Projekte habe ich mir so ein Ding gekauft (10 Euronen):

Schaltnetzteil, bis so etwa 16V und 5A (habe anderen Kühlkörper dran). Davor werkelt ein Notebook-Schaltnetzteil aus der Bastelkiste (19V/5,5A).

Mit Linearnetzteilen habe ich mich ausufernd ;-) beschäftigt, letztendlich ist es ein relativ gutes Netzteil geworden mit 1...25V/2A (diskret aufgebaut), eins mit 2x 2...18V/0,5A (mit Spannungsreglern, Dreibeiner) und ein dickes Teil mit 2...47V (in Stufen abgreifbar, Wechselspannung bis 16A, unstabilisierte Gleichspannung mit wahlweise 30mF-Ladeelko dran bis 10A). Außerdem eine kleine hochstabile 2,5V-Referenzspannungsquelle mit einem AD780BN (genauer braucht man beim Basteln echt nicht), welche mittels Batterie betrieben wird. Daneben zum Probieren ein paar Steckernetzteile (Schaltnetzteile) für 12V/1A bis 2,5A und 5V/0,5A bis 2A. Gerade bastele ich noch an einem kleinen Netzteil (analog) zum Anschluß an eine 12V-Bleibatterie. Das zu meinen Netzteilen. Und damit komme ich bestens hin.

Allerdings muß ich zugeben das weniger auch ausreicht. Zum Beispiel ein analog aufgebautes Netzteil mit umschaltbar 12V/5V und bis 2A, das reicht dicke aus für viele Bastelarbeiten. Dann noch paar Steckernetzteile. Jedes andere Netzteil ist schon relativ speziell und steht mehr rum als das man es braucht.
Edit: Was ich auch noch bauen will, das ist ein Netzteil für 2...75V/100mA mit einem TL783 für spezielle Zwecke.

LG Sel

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matzi682015(R)

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Aachen,
12.04.2019,
22:48

@ bigdie

einstellbare analoge Netzteile allgemein

» https://www.pollin.de/p/joy-it-programmierbares-labornetzteil-50-v-15-a-dps5015-810926

Sind denn die Leiterbahnen auf der Platine für 15A ausgelegt??l

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matzi682015(R)

E-Mail

Aachen,
12.04.2019,
22:54

@ Sel

einstellbare analoge Netzteile allgemein

» » Keine Ahnung, warum heute jeder Bastler Sachen braucht, die in
» » den 60ern noch nicht mal die Leute hatten, die die ersten Raketen ins
» All
» » geschossen haben. :-(
»
» Genau das meine ich ja. Für anspruchslose Projekte habe ich mir so ein Ding
» gekauft (10 Euronen):
»
»
» Schaltnetzteil, bis so etwa 16V und 5A (habe anderen Kühlkörper dran).
» Davor werkelt ein Notebook-Schaltnetzteil aus der Bastelkiste (19V/5,5A).

Wo gibt es denn das zu kaufen?
»
» Mit Linearnetzteilen habe ich mich ausufernd ;-) beschäftigt, letztendlich
» ist es ein relativ gutes Netzteil geworden mit 1...25V/2A (diskret
» aufgebaut), eins mit 2x 2...18V/0,5A (mit Spannungsreglern, Dreibeiner) und
» ein dickes Teil mit 2...47V (in Stufen abgreifbar, Wechselspannung bis 16A,
» unstabilisierte Gleichspannung mit wahlweise 30mF-Ladeelko dran bis 10A).
» Außerdem eine kleine hochstabile 2,5V-Referenzspannungsquelle mit einem
» AD780BN (genauer braucht man beim Basteln echt nicht), welche mittels
» Batterie betrieben wird. Daneben zum Probieren ein paar Steckernetzteile
» (Schaltnetzteile) für 12V/1A bis 2,5A und 5V/0,5A bis 2A. Gerade bastele
» ich noch an einem kleinen Netzteil (analog) zum Anschluß an eine
» 12V-Bleibatterie. Das zu meinen Netzteilen. Und damit komme ich bestens
» hin.
»
» Allerdings muß ich zugeben das weniger auch ausreicht. Zum Beispiel ein
» analog aufgebautes Netzteil mit umschaltbar 12V/5V und bis 2A, das reicht
» dicke aus für viele Bastelarbeiten. Dann noch paar Steckernetzteile. Jedes
» andere Netzteil ist schon relativ speziell und steht mehr rum als das man
» es braucht.
» Edit: Was ich auch noch bauen will, das ist ein Netzteil für 2...75V/100mA
» mit einem TL783 für spezielle Zwecke.
»
» LG Sel

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Sel(R)

Radebeul,
13.04.2019,
08:36
(editiert von Sel
am 13.04.2019 um 08:42)


@ matzi682015

einstellbare analoge Netzteile allgemein

» Wo gibt es denn das zu kaufen?

Guggst du bei Ibäh: Artikelnummer 173385597059 oder bei anderen Händlern

Denk dran, besseren Kühlkörper (isoliert!) dranschrauben, sonst wirds ab 3 Ampere sehr warm. Grenzwerte für Strom und Spannung sind übrigens separat einstellbar. Die angegebenen 8A sind eine Illusion (ist ja zu erwarten), 5A sind realistisch bei guter Kühlung. Und Achtung! Der Ausgangskondensator ist 470µF groß, also erst das Teil einschalten, dann die Last anschließen, nie andersrum!

LG Sel

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Ich bin ein Elektronikbastler, der nur durch Schmerzen begreift, was schlauere Leute im Forum an Wissen vermitteln können.

bigdie(R)

16.04.2019,
17:15

@ matzi682015

einstellbare analoge Netzteile allgemein

» »
» https://www.pollin.de/p/joy-it-programmierbares-labornetzteil-50-v-15-a-dps5015-810926
»
» Sind denn die Leiterbahnen auf der Platine für 15A ausgelegt??l
Ich hab das Teil noch nicht von der Nähe gesehen. Aber selbst wenn ich es hätte, wäre mir das wohl egal, bzw würde ich es nicht merken, weil ich eher selten in die Verlegenheit komme 15A zu brauchen. Da würde ich mir eher Sorgen um meine Laborstrippen machen oder darum, wieviel von der eingestellten Spannung am Objekt ankommt bei meinen Leitungen, wenn da wirklich mal 10 oder 15A fließen.