Powernetzteil 30V=/3A     

In meiner Bastelkiste stapeln sich noch sehr viele Altbauteile, vor allem Transistoren, die eigentlich nur noch aus Kulanzgründen dort belassen wurden. Um deren Bestand etwas zu reduzieren und trotzdem noch etwas sinnvolles damit anzustellen, ging ich von der Überlegung aus, dass man zum entspannten Basteln ja stets eine Spannung mehr braucht, als gerade vorhanden ist – also warum nicht damit ein Netzteil diskret aufbauen? Ich habe mich bei der Entwicklung am (leider nicht mehr erhältlichen) Conrad-Bausatz 192520 orientiert, siehe :

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/192520-as-02-de-Labor_Netzgeraet_0_30V_3A.pdf
 
Dort sind Schaltung und prinzipielle Funktion ausreichend dokumentiert, deshalb möchte ich hier nur auf meine Modifikationen eingehen. Übrigens fehlt im dort gezeichneten Schaltbild eine Masseverbindung (Masse von Uout muß mit der Hilfsspannungsmasse verbunden sein)!!

Schaltbild in hoher Auflösung

1. Im Original wird als Längsregler ein Darlingtontransistor MJ3001 verwendet, der laut
    Datenblatt eine Mindeststromverstärkung von 1000 hat – die wird natürlich von meinen
    Alttransistoren nicht erreicht, daher habe ich den MJ3001 aus zwei Transistoren in
    Darlingtonschaltung substituiert, damit der Steuertransistor T4 strommäßig nicht überlastet
    wird und die Regelung im normalen Betriebsparameterbereich der Transistoren
    vonstatten geht. Die eingesetzten Transistoren T6 (ein KD503 aus der ehemaligen CSSR,
    etwa dem 2N3055 äquivalent) und T10 = SD349 bilden gemeinsam ein Substitut mit einer
    gemessenen Stromverstärkung von ca. 2000, d.h. bei einem max. Längsstrom von 3A
    reichen 3A/2000 = 1,5mA Strom zur Steuerung aus, was sich in vernünftigem Rahmen
    bewegt. Die hier eingesetzten Steuertransistoren SF829 (aus der Ex-DDR) sind damit sogar
    unterfordert (siehe Schaltbild T3, T4, T5, T8, T9) und tun daher klaglos ihren Dienst.

2. Zur bequem ablesbaren Anzeige von Strom und Spannung wurden aus ansonst defekten
    Ladegeräten ausgebaute Fertigmodule mit 7-Segment-Displays verwendet, die jedoch eine
    getrennte Stromversorgung benötigen. Das U-Modul braucht diese Versorgung
    massebezogen, das I-Modul jedoch galvanisch getrennt. Daher wurden 12 V für das U-
    Modul mittels R20 und Zenerdiode  D9 erzeugt, während die 12 V für das I-Modul aus
   einer Separatwicklung des Trafos T2 per Einweggleichrichtung und Siebung erzeugt
   wurden. Die Module arbeiten bereits ab  4,5 V bis hin zu max. 30 V und sind nicht kritisch
    bezüglich Betriebsspannungsschwankungen, daher wurde der Aufwand in Grenzen
    gehalten.

3. Beim Abschalten des Gerätes bricht die zur genauen Regelungs-Nullpunkterzeugung nötige
    Hilfsspannung von -5V relativ schnell gegenüber der Hauptspannung von ca. 50V an C2
    zusammen, damit kommt die Regelschaltung „außer Tritt“ und die Ausgangsspannung läuft
    kurzfristig hoch mit eventuell fatalen Folgen für die angeschlossenen Verbraucher, die u.U.
    sogar in den elektronischen Tod gerissen werden. Daher habe ich noch ein Relais
    eingebaut, welches durch die Hilfsspannung von -5V anzieht und den Ausgang freigibt
    (Öffnerkontakt). Sofort  nach dem Ausschalten brechen die -5V zusammen, das Relais fällt
    ab und schließt die Ausgangskontakte über den relativ niederohmigen Schutz-und
    Entladewiderstand R19 kurz, womit die Restladung an diesem vernichtet und die
    angeschlossene Schaltung  hinreichend zeitig geschützt wird.

4. Gegenüber der Originalschaltung wurde C8 auf 470µF vergrößert, damit waren
     oszilloskopisch signifikante Verbesserungen in der Restwelligkeit der
     Ausgangsspannung nachweisbar (Uss ca. 2 mV !!). Ebenso positiv wirkte sich die
     Vergrößerung des Ladekondensators C2 auf 6600µF aus.

Der Aufbau des Gerätes erfolgte bastlertypisch auf einem Sperrholzchassis, Front- und Rückplatte wurden entsprechend dem Verwendungszweck grafisch mit „Front Designer“-Prints gestaltet  und für die Belüftung des Kühlkörpers eine entsprechende streckmetallgeschützte Öffnung im hinteren Aufbau vorgesehen. Die Elektronik ist größtenteils auf einer Universalplatine untergebracht. Das ganze wurde in ein mahagonifarben gebeiztes Gehäuse eingebaut und hat seine Bewährungsprobe mittlerweile beim Aufbau eines Audions bestanden. Die beigefügten Fotos dürften für eventuell nachbauende Interessenten aussagekräftig genug sein. Bemerken möchte ich noch, dass mich die ganze Geschichte wiederum keinen Cent gekostet hat, da alle Teile aus vorhandenem „Edelschrott“ stammen. Natürlich würde man heutzutage bei einer Neuentwicklung eines Netzgerätes auf eine solch unökonomische Längsregelung (immerhin werden max. 30V x 3A = 90 Watt im Kurzschlussfall an T6 verbraten !!) verzichten und auf getaktete Lösungen zurückgreifen, aber aus obengenannten Gründen habe ich darauf verzichtet. Außerdem produzieren Schaltnetzteile erhebliche Störspektren, die u.U. beim HF-Empfängerbau stören.

Sehr gut funktioniert die Strombegrenzung bzw. die Stromabschaltung, deren Auslöseparameter man mit dem Stromregler einstellen kann. Durch die Anzeige-LEDs ist man immer über den momentanen Zustand des Netzteiles gut informiert. Näheres ist unter obigem Link nachlesbar. Intern bei mir im Labor wird das Gerät mit dem Namen „Pfand“ bezeichnet (Power From A Nostalgic Device), aber die offizielle Taufe steht noch aus, da erst die obligatorischen fehlerfreien Betriebsstunden erreicht werden müssen ;-)

Günther Zöppel
Pockau,  im Jan. 2016

Graetzgleichrichter, Relais zum Abschaltüberspannungsschutz  vorn Mitte sichtbar

Testlauf mit R=12Ohm/20W,  bei 12V ergibt sich I= 1A –> R wird warm (12W)

Test mit auf 0,75 A begrenztem Strom, Ua sinkt dabei, LED „Konstantspannung“ ist aus, dafür leuchtet gelbe LED „Strombegrenzung“

 Gleicher Test wie vorher, Schalter auf Überlastabschaltung geschaltet. Sobald eingestellter Strom erreicht ist, schaltet Ua ab, rote LED „Stromabschaltung“ leuchtet. Rückstellung dieses Zustands durch Umschalten auf Strombegrenzung.

 Blick von hinten auf Frontplatte innen (2 Anzeigemodule sichtbar)

 Gerät fertiggestellt, im mahagonifarben gebeizten Gehäuse