PC-Schaltnetzteil zweckentfremdet

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1 -Schaltnetzteil zweckentfremdet Ausgangsspannungen nach unsch angepasst Von Ing. Joost aegebaert Der Energiebedarf elektronischer Schaltungen ist in den letzten Jahrzehnten stetig gesunken, doch energiehungrige Niederspannungs-Verbraucher gibt es nach wie vor: Halogen-Lampen, ini-bohrmaschinen und Akku-Lader sind nur einige von vielen Geräten, die prinzipiell bedingt mehr Leistung aufnehmen. Die in assen produzierten und deshalb preisgünstigen - Schaltnetzteile können die nötigen Spannungen und Ströme liefern. Stromversorgungen, die für niedrige Gleichspannungen ausgelegt sind, werden im Hobby-Bereich meistens nach alt bewährtem ezept aufgebaut. Ein Netz-Transformator, ein Brücken-Gleichrichten, ein Elko und ein Spannungsregler sind die üblichen Zutaten. Dieses klassische Konzept hat viele Vorteile: Einfacher Aufbau, sichere galvanische Trennung vom Stromnetz, Unempfindlichkeit gegen Überlastung und Kurzschluss, störungsarme Ausgangsspannung. Leider müssen diese Vorteile mit einigen Nachteilen erkauft werden, zum Beispiel mit dem relativ hohen Gewicht und Volumen, der schlechten egel-fähigkeit bei höheren Ausgangsleistungen und den vergleichsweise hohen Kosten, hauptsächlich verursacht durch den Netz-Transformator. Die Alternative zum klassischen Konzept ist das Schaltnetzteil, das zwar komplizierter aufgebaut ist, dafür jedoch bei vergleichbarer Leistung kleiner, leichter und kostensparender realisiert werden kann. Hinzu kommt, dass die Ausgangsspannungen von Schaltnetzteilen wesentlich effizienter geregelt werden können. Das hat zur Folge, dass die ärme-entwicklung deutlich niedriger als bei vergleichbaren Netzteilen ist, die nach klassischem uster arbeiten. Allerdings ist der Bau von Schaltnetzteilen für den Elektronik-Hobbyisten nicht unproblematisch. Der Kosten-Vorteil kann schnell zunichte gemacht werden, weil schon kleine Unachtsamkeiten größere Schäden anrichten können. Oft sind dann die relativ teuren Schalttransistoren zerstört, oder es geschieht noch Schlimmeres. Ferner sind bestimmte unverzichtbare Spezial-Bauteile im Fach-Einzelhandel nur schwer oder überhaupt nicht erhältlich, so dass der Hobbyist vor unlösbare Beschaffungsprobleme gestellt wird. Nicht zu unterschätzen ist auch die Gefahr, die von der Netzspannung ausgeht. Die rimärseite des Schaltnetzteils ist galvanisch mit dem 0-V-Stromnetz verbunden, das Berühren spannungsführender Bauteile, zum Beispiel bei robeläufen oder bei der Fehlersuche, kann lebensgefährlich sein. Die beschriebene roblematik wird zwar nicht vollständig beseitigt, aber doch ein gutes Stück entschärft, wenn man zu einem schon gebrauchsfertig aufgebauten und in großen Stückzahlen auf den arkt geworfenen rodukt greift: -Netzteile kann man fast überall im Fachhandel für wenig Geld kaufen, und wenn man das Netzteil aus einem ausgedienten ausbaut, kann man noch einmal drastisch Kosten sparen. -AT-Netzteil Auch das schaltungstechnische Konzept von -Netzteilen darf inzwischen schon als klassisch bezeichnet werden: Es handelt sich um einen so genannten Halbbrücken-Gegentaktwandler. ie Bild 1 zeigt, wird die 0-V-Netzspannung unmittelbar gleichgerichtet und geglättet, so dass eine Gleichspannung von etwa 0 V entsteht. Die Hälfte der Gleichspannung liegt über einen Schalttransistor an der rimärwicklung von Transformator. Durch wechselweises Schalten der Transistoren Q1 und Q wird der Trafo-Kern abwechselnd in der einen und der anderen ichtung magnetisiert. Das rinzip der Energie-Übertragung hat eine gewisse Ähnlichkeit mit dem konventionellen Konzept, bei dem die symmetrische Sinusform der echselspannung den ichtungswechsel des magnetischen Flusses bewirkt. 0 Elektor /00

2 Filter T Q1 Q Bild 1. Grundschaltung gebräuchlicher -Schaltnetzteile. Bild. Typische Spannungsverläufe auf der Sekundärseite. D D D L1d +1V +V -1V -V L1c +1V/A +V/0A -V/0,A -1V/0,A Auf der Sekundärseite wird die Spannung von den Dioden /D (Spannung +1 V) und D/D (Spannung + V) gleichgerichtet. egen der ittenanzapfung an der Sekundärwicklung, die den Bezugspunkt darstellt, handelt sich um eine so genannte Vollweg-Gleichrichtung. it den übrigen vier Dioden werden die negativen Spannungen 1 V und V erzeugt. Die negativen Ausgangsspannungen von -Schaltnetzteilen sind meistens völlig ungeregelt, sie können gewissermaßen als Beigabe betrachtet werden. Der Basisstrom für die Schalttransistoren fließt über Steuer-Transformator T, so dass die Sekundärseite von der rimärseite galvanisch vollständig getrennt ist. Zur rimärseite gehört lediglich die Schaltung mit den Transistoren Q1 und Q, den Elkos 1 und sowie die damit verbundenen icklungen der Trafos und T. Die rimärseite steht galvanisch mit dem Stromnetz in Verbindung, so dass hier bei Eingriffen und essungen größte Vorsicht geboten ist. Bild 1 zeigt die übliche, fast ausnahmslos verwendete Grundschaltung eines -Netzteils; Details, die das Verständnis erschweren, wurden weggelassen. Die Steuerung der Schalttransistoren 7 D übernimmt beim -Netzteil meistens ein I, das inzwischen zu den Veteranen gezählt werden darf: Der ulsbreiten-egler TL von Texas Instruments. Dieser Baustein ist ziemlich in die Jahre gekommen, und es gibt zahlreiche neuere Entwicklungen, mit denen höhere Netzteil-irkungsgrade erreichbar sind. Die Schaltungstechnik des TL ist jedoch recht einfach, so dass odifikationen an vorhandenen Schaltungen leicht vorgenommen werden können. Die Frequenz, mit der Q1 und Q schalten, liegt bei rund 0 khz; sie hängt von der Dimensionierung von und 1 ab. ährend der ca. µs langen erioden werden die Zeiten, in denen Q1 bzw. Q leiten, kontinuierlich nachgestellt. Von den Zeiten hängt die Höhe der Ausgangsspannung ab, denn sie bestimmen den Duty-ycle der echteck- Spannung an den Katoden der Dioden und D (Spannungsverlauf in Bild ). Die Höhe der Gleichspannungen am Ausgang entspricht ungefähr dem ittelwert der echteckspannungen. Über einen Spannungsteiler (...) vergleicht der TL die Spannungen an den +-V- und +1-V-Ausgängen mit seiner internen +-V-erenzspannung. enn die Ausgangsspannungen die Sollwerte unterschreiten, wird die Dauer des Leitzustands von Q1 und Q verlängert, so dass die Ausgangsspannungen steigen. Anpassen der Ausgangsspannungen Ein typisches 00---Schaltnetzteil liefert folgende Spannungen und Ströme: + V,... A +1 V, 0,... A 1 V, 0, A V, 0, A An den vorstehenden erten lässt sich bereits ablesen, dass die Bauelemente auf der Sekundärseite (Trafo-icklungen, Dioden, Drosseln usw.) hohen Belastungen standhalten müssen. Aus Kostengründen liegt die Belastbarkeit nicht wesentlich höher, als für den zuverlässigen Betrieb unbedingt notwendig ist. Deshalb dürfen beim Anpassen eines -Netzteils an andere Spannungen und Ströme auf keinen Fall bestimmte Grenzen überschritten werden: Die Gesamtleistung auf der Sekundärseite darf die 00--arke unter keinen Umständen überschreiten, denn der Trafo sowie die Schalttransistoren Q1 und Q sind für diesen ert dimensioniert. Der Strom durch jede 1-V-icklung darf höchstens A betragen. Der Strom durch jede -V-icklung darf höchstens A betragen; dieser ert ist durch die Eigenschaften von, D und /00 Elektor 1

3 D +V/1A +V/A (+1V) D D D D D L1d (*) 0V (-1V) 1 1 +V +V V(+1V) 0(-1V) Bild. Angepasstes -Schaltnetzteil für V/1 A. Bild. Angepasstes -Schaltnetzteil für V/ A. D vorgegeben. Der Transformator muss symmetrisch, also in beiden ichtungen des magnetischen Flusses belastet werden. Dies bedeutet, dass die auf der Sekundärseite abgegebenen Spannungen stets von einem Vollweg-Gleichrichter gleichgerichtet werden müssen. Die angepassten Ausgangsspannungen müssen in der Nähe von ± V bzw. ±1 V liegen, weil das Übersetzungsverhältnis von Transformator bauart-bedingt ist und nicht geändert werden kann. Ausgangsspannungen, die um ±0 % von den Nennwerten ± V bzw. ±1 V abweichen (,..., V bzw.... V), sind ohne Schwierigkeiten realisierbar. Das gegenseitige Verhältnis der beiden Ausgangsspannungen bleibt dabei immer gleich. enn zum Beispiel der -V-Zweig auf die Spannung V eingestellt wird, beträgt die Spannung am 1-V-Ausgang 1 / V =, V. Erstes Beispiel: V / 1 A Die Spannung V liegt genügend nahe an der Nennspannung V. Der Strom in jedem Gleichrichter-Zweig beträgt A, so dass die -A-Grenze nicht überschritten wird. Die Gesamtleistung liegt mit weit unter der Obergrenze 00. Daraus folgt, dass das - Netzteil die Ausgangsspannung V bei dem maximalen Ausgangsstrom 1 A liefern kann. Die Ausgänge +1 V, 1 V und V haben keine Funktion, sie können entfernt werden. Die Schaltung, die sich daraus ergibt, ist in Bild dargestellt. Die Dioden und D werden benötigt, um die Betriebsspannung V aux für den TL zu erzeugen. Die Netzteil-Ausgangsspannung wird von und bestimmt. Der TL regelt die Ausgangsspannung in der eise, dass die Spannung an seinem in 1 mit der Spannung an in übereinstimmt. Die Spannung an in ist gleich der internen erenzspannung V, so dass die Spannung an ebenfalls V beträgt. Die Spannung an muss 1 V betragen; der ert von ergibt sich folglich aus der Beziehung = ( V V) /V enn man zum Beispiel für den ert,7 kω und für den ert 1 kω wählt, erhält man die Ausgangsspannung,0 V. Zweites Beispiel: V / A Die Spannung V liegt nicht innerhalb des ±0-%-Bereichs, so dass hier ein anderer eg beschritten werden muss. In Bild ist eine mögliche Lösung dargestellt. Zu den vorhandenen Gleichrichter-Dioden und D werden die Dioden D und D hinzugefügt. Diese Dioden müssen Leistungsdioden vom gleichen Typ wie und D sein. Die Original-Dioden aus dem 1-V- Zweig dürfen nicht verwendet werden! Genau betrachtet ist die -V- Last mit der +1-V- und der 1-V- Leitung verbunden, lediglich die Bezeichnungen lauten jetzt V und 0 V. Die Bezugsgröße für die egelung der Ausgangsspannung ist die Spannung +1 V: = (1 V V) / V it =, kω ergibt sich für der nächste Normreihen-ert,7 kω; die Ausgangsspannung beträgt dann 1,1 V =, V. Der 1-V- Zweig ist zwar nicht unmittelbar in den egelkreis einbezogen, doch die Spannung in diesem Zweig folgt exakt der Spannung im positiven Zweig. Der Grund ist die sehr feste Kopplung zwischen den Sekundärwicklungen von sowie die Kopplung der icklungen von Drossel L1. Die Spannungsverläufe in Bild wurden an dieser Schaltung bei einem Laststrom von A aufgenommen. Andere Konfigurationen Bei vielen -Netzteil-Typen ist der Draht-Querschnitt aller Sekundärwicklungen des Trafos gleich. Solche Netzteile können auch im 1-V- Zweig bis A belastet werden, sofern nicht die Gesamtleistung 00 überschritten wird. Das -V- Netzteil aus dem zweiten Beispiel liefert in diesem Fall einen maximale Ausgangsstrom von 00 / V =, A. Natürlich müssen diesem Strom auch die vier Gleichrichter- Dioden sowie die Drossel L1 gewachsen sein. enn in der Schaltung aus Bild die -V-icklung die Ausgangsspan- Elektor /00

4 nung liefert, beträgt die Ausgangsspannung V, und der Ausgang ist bis A belastbar. Nach dem Vorbild dieser Schaltung kann man das - Netzteil auch so konfigurieren, dass es zum Beispiel die Spannungen und Ströme ±1 V / A oder ± V / A abgibt. Anpassen der Bauelemente Drossel L1 Die Drossel besteht meistens aus insgesamt fünf bifilaren icklungen. egen der hohen Ströme, die durch fließen, ist diese icklung normalerweise doppelt ausgeführt. Da die fünf icklungen eine gekoppelte Induktivität bilden, verhalten sich die indungszahlen im -V- und 1- V-Zweig proportional zu den Spannungen. Ferner muss der entgegengesetzte Stromfluss in den positiven und negativen Spannungszweigen berücksichtigt werden, damit ein einheitlich gerichteter magnetischer Fluss entsteht. Das bedeutet, dass die zu den negativen Spannungen gehörenden icklungen entgegengesetzt gepolt angeschlossen werden müssen. Im ersten Beispiel ( V / 1 A) kann Drossel L1 unverändert bleiben, während dies im zweiten Beispiel ( V / A) nicht möglich ist. Die vorhandene icklung L1d für die Spannung 1 V besteht verglichen mit meistens aus Draht mit niedrigerem Querschnitt. enn das zutrifft, wurde L1d höchstwahrscheinlich für einen maximalen Strom von nur 0, A ausgelegt. Eine solche icklung ist für den Strom A des zweiten Beispiels unzureichend dimensioniert. Das roblem lässt sich leider nur dadurch lösen, dass Drossel L1 neu gewickelt wird. Alle icklungen werden abgewickelt, und die Anzahl der abgewickelten indungen wird notiert. Die neu gewickelte Drossel braucht aus nur zwei icklungen zu bestehen, wobei die indungszahl jeder icklung gleich der indungszahl von sein muss. Der Draht- Querschnitt ist gleich oder größer als der Querschnitt zu wählen, den icklung vorher hatte. Die beiden icklungen werden gleichzeitig (bifilar) auf den Kern gewickelt, die indungen werden gleichmäßig über den Kern verteilt. Beim Anschließen der neu gewickelten Drossel ist unbedingt auf die richtige olung der icklungen zu achten. enn Drossel L1 neu gewickelt werden muss, sollten bei dieser Gelegenheit auch die indungszahlen an die geänderten Ausgangsspannungen angepasst werden. Beträgt die Ausgangsspannung zum Beispiel V statt 1 V, wird die Anzahl der indungen mit V / 1 V = 1, multipliziert. Zwingend notwendig ist die Anpassung der indungszahlen allerdings nicht; eine niedrigere indungszahl hat lediglich eine etwas höhere elligkeit der Ausgangsspannung zur Folge. Im zweiten Beispiel können auch die beiden Teilwicklungen von verwendet werden, zumal sie für Ströme bis A ausgelegt sind. Die elligkeit ist dann zwar etwas größer (siehe Spannungsverlauf A in Bild ), doch das etwas mühsame und zeitaufwendige neue ickeln entfällt. Dioden Für die Gleichrichtung sind ausnahmslos nur schnelle Leistungs- Schottky-Dioden geeignet. Solche Dioden werden als aar gefertigt, untergebracht in einem gemeinsamen TO0-Gehäuse, wobei die Katoden intern miteinander verbunden und am mittleren Anschluss herausgeführt sind. Die Dioden vertragen hohe Durchlassströme, zum Beispiel A, die Sperrspannungen liegen jedoch relativ niedrig; bei bestimmten Typen beträgt die Sperrspannung nur V. Die in Bild wiedergegebenen Spannungsverläufe lassen erkennen, dass die Spannung von Spitze zu Spitze an der 1-V- icklung ca. V beträgt. Diese Spannung liegt an der Diode, wenn sich die Diode im sperrenden Zustand befindet. egen der erwünschten Betriebssicherheit sollen die Dioden eine Sperrspannung von mindestens 0 V haben, auch wenn die angepasste Netzteil-Ausgangsspannung nur V beträgt. Die Ausgangsspannung wird über die ulsbreite geregelt, während die Höhe der Spannungen auf der Sekundärseite von Trafo stets ungefähr gleich bleibt. Deshalb hat das Herabsetzen der Ausgangsspannung von 1 V auf beispielsweise V nur geringen Einfluss auf die Höhe der gleichzurichtenden Spannung. Zum Gleichrichten der Spannung, die von der -V-icklung abgegeben wird, sind allerdings auch Dioden-Typen mit 0 V Sperrspannung geeignet. Ferner wird empfohlen, zu jeder Diode ein -Glied parallel zu schalten, wie es in Bild dargestellt ist. Das -Glied dämpft die Spannungsspitzen, die bei den Übergängen der Diode vom Leit- in den Sperrzustand auftreten. Auch hier ist unbedingt auf genügend hohe Arbeitsspannung des Kondensators zu achten. Das Original-Dioden-aar des +-V-Zweigs eignet sich fast immer zur eiterverwendung, da es sich in der egel um Typen handelt, die V Sperrspannung und Ströme bis A vertragen. Der Spannung V und dem Strom 1 A aus dem ersten Beispiel halten diese Dioden ohne eiteres stand. Im 1-V-Zweig ist die eiterverwendung der Original-Dioden normalerweise nicht möglich. Viele -Netzteil-Typen arbeiten in diesem Zweig mit Dioden vom Typ 00, die zwar 0 V Sperrspannung vertragen, jedoch nur mit A belastet werden dürfen. Vermutlich gehen die Hersteller dieser meistens preiswerteren Netzteile davon aus, dass ein aximalwert von A niemals überschritten wird. enn die gewünschte Netzteil-Konfiguration die -A-Grenze übersteigt, müssen leistungsstärkere Dioden eingebaut werden, zum Beispiel die Typen BY00 (0 V/ A) oder BY0 Ω n 0V Bild. Das -Glied parallel zur Diode unterdrückt Spannungsspitzen. TL Bild. Zwei galvanisch getrennte Ausgänge. /00 Elektor

5 (0 V/1 A), beide von hilips. Diese Typen im TO0-Gehäuse haben auch den Vorteil, dass sie sich leichter kühlen lassen. Vout Kondensatoren Die Elektrolyt-Kondensatoren, die parallel zum Ausgang liegen, setzen die elligkeit der Ausgangs-Gleichspannung herab. Da ihr Innenwiderstand (ES) nicht Null ist, können sie die überlagerte echselspannung nicht vollständig unterdrücken. ie der Spannungsverlauf A in Bild zeigt, ist eine geringe est-elligkeit immer vorhanden. Es gilt die egel, dass niedrige ES-erte zu niedrigeren elligkeiten und gleichzeitig zu niedrigeren Elko-Temperaturen führen. In - Netzteilen dürfen deshalb grundsätzlich nur so genannte Low-ES-Elkos verwendet werden. Die Arbeitsspannungen der Original- Elkos betragen meistens V im -V-Zweig und 1 V im 1-V-Zweig; typische erte sind 00 µf/ V bzw. 00 µf/1 V. enn die angepasste Ausgangsspannung V bzw. V übersteigt, müssen die Original-Elkos gegen Low-ES-Typen mit der Spannungsfestigkeit 1 V bzw. V ausgetauscht werden. Transformator Die asse-anschlüsse aller Trafo-icklungen sind in Form eines Leitungsbündels aus dem Trafo herausgeführt, ein gemeinsamer Löt- Stützpunkt am Trafo ist meistens nicht vorhanden. Die Leitungen sind lediglich miteinander verdrillt, so dass sie leicht voneinander getrennt werden können. Durch das Trennen der asse-anschlüsse entstehen zwei voneinander unabhängige Sekundär-icklungen mit asymmetrischen Anzapfungen bei der Spannung V. enn die beiden icklungen nicht mehr miteinander verbunden sind, kann das Netzteil auch zwei Ausgangsspannungen liefern, deren Ausgänge galvanisch voneinander getrennt sind. Allerdings gilt dabei eine wichtige Einschränkung: Da die Sekundärwicklungen bifilar gewickelt sind, ist die Isolationsspannung niedrig, so dass nur Niederspannungs-Stromkreise galvanisch voneinander getrennt werden können. In keinem Fall reicht die Isolierung aus, um einen Stromkreis von der Netzspannung 0 V zu isolieren! Der Trafo muss auf der Sekundärseite in Bezug auf die beiden agnetfluss-ichtungen stets symmetrisch belastet werden. Das bedeutet, dass die Trafo-Spannungen nach dem Trennen der Sekundärwicklungen mit Brückengleichrichtern gleichgerichtet werden müssen (siehe Bild ).. Um die Ausgangsspannungen zu regeln, wird lediglich eine der beiden Ausgangsspannungen auf den egler-baustein TL zurückgeführt. Zwischen den Anzapfungen und den 1-V- icklungsanschlüssen kann die Spannung 1 V V = 7 V abgegriffen werden. it ihr lassen sich auch Ausgangsspannungen im Bereich 7V ±0% (... V) oder V ± 0 % (...1 V) realisieren. eitere Arbeiten Betriebsspannung des TL Die Betriebsspannung für den ulsbreiten-egler TL wird aus den Sekundärspannungen von Trafo abgeleitet. Nach der Gleichrichtung und Siebung steht eine Gleichspannung von ungefähr 0 V zur Verfügung. Anlässlich der Umbauarbeiten am -Netzteil sollte diese Spannung überprüft werden. Der TL arbeitet zuverlässig an Betriebsspannungen zwischen ungefähr 7 V und 0 V Bild 7. Die Ausgangsspannung kann über einen Optokoppler geregelt werden. ower Good -Erkennung Jedes neuere -Netzteil besitzt einen ower Good -Ausgang, der auf + V liegt, solange alle Ausgangsspannungen auf ihren Sollwerten liegen. Nach dem Umbau auf abweichende Ausgangsspannungen wird über diese Leitung ein vermeintlicher Fehler gemeldet, der zum Abschalten des Netzteils führen kann. Bei den meisten Netzteil- Schaltungen geschieht dies über in des ulsbreiten-eglers TL. Damit das Netzteil nicht abschaltet, ist auch hier ein Eingriff notwendig. In fast allen -AT-Netzteilen ist eine Schaltung vorhanden, die mindestens ähnlich wie die Schaltung mit 7..., D und in Bild 1 aussieht. Solange alle Ausgangsspannungen die vorgesehenen erte haben, liegt an eine Spannung von etwa V. enn man auf die ower Good -Funktion verzichtet, kann man diese Spannung simulieren, indem man zunächst entfernt. arallel zu wird ein iderstand geschaltet; der ert wird so gewählt, dass am Verbindungspunkt eine Spannung von ca. V liegt. Kondensator darf auf keinen Fall entfernt werden, da er für den Soft-Start des gesamten Netzteils mitverantwortlich ist! Bevor andere Umbauarbeiten vorgenommen werden, sollte man zuerst die ower Good -Schaltung lokalisieren und sich vergewissern, dass sie nach dem beschriebenen rinzip arbeitet. Besonders schwierig ist das nicht, denn die ower Good -Schaltung stellt die einzige Verbindung zwischen den Netzteil-Ausgängen und der egelschaltung dar. Nachdem die ower Good -Schaltung gefunden ist, sollte als Erstes die Spannung am Verbindungspunkt überprüft werden. Beim essen ist unbedingt darauf zu achten, dass keine Teile berührt werden, die Netzspannung führen! Überlast-Erkennung -AT-Netzteile arbeiten mit zwei unterschiedlichen ethoden der Überlast-Erkennung. Die ältere Version verwendet einen Strom-Transformator in iniatur-bauweise, der in eihe mit der rimärwicklung des Haupt-Transformators geschaltet ist. Die Information über die Höhe V Elektor /00

6 des Stroms wird nach Gleichrichtung und Glättung vom zweiten Komparator des TL (in und 1) ausgewertet. Im Fall einer Überlast setzt der Komparator die Ausgangsspannungen herab, indem er die ulsbreite des Signals verkürzt, das die Schalttransistoren steuert. Diese ethode stellt eine exakte technische Lösung dar; die Sicherheit gegen Schäden, die durch Überlasten entstehen können, ist fast hundertprozentig. Die jüngere ethode verzichtet auf das unmittelbare essen des Stroms, sie leitet die Strom-Höhe aus dem Duty-ycle ab. Hier wird der zweite Komparator des TL aktiv, sobald der Duty-ycle einen bestimmten ert überschreitet. Der Strom-Transformator wird eingespart, so dass die Hersteller-Kosten im Vergleich zur ersten ethode niedriger sind. Die Sicherheit genügt jedoch auch hier den Anforderungen, die im normalen Betrieb an ein - Netzteil gestellt werden. Der Nachteil der zweiten ethode ist lediglich, dass die Schaltung nicht aktiv wird, falls der Haupt-Transformator aus unvorhersehbarem Grund kurzzeitig in die Sättigung gerät. Die Schaltung mit dem Strom-Transformator erkennt auch diesen Betriebszustand. indest-ausgangslast enn keine Last am Netzteil angeschlossen ist, kann sich der am Ausgang liegende Elko auf den hohen Spitzenwert der an den Dioden-Katoden liegenden echteckspannung aufladen. Damit die maximale Arbeitsspannung des Elkos nicht überschritten wird, muss stets eine bestimmte indestlast am Ausgang angeschlossen sein. Die indestlast kann zum Beispiel die Gestalt einer passenden Glühlampe haben, die anstelle der üblichen LED als Einschaltkontrolle dient. Ein Lüfter oder ein gewöhnlicher Hochlast-iderstand sind als indestlast ebenfalls geeignet. Temperaturen Die Gleichrichter-Dioden entwickeln bei den hohen Strömen ein beträchtliches aß an ärme. Ein kontinuierlicher Strom von A verursacht an einer Schottky-Diode, an der immer noch eine Spannung von 0,...0 V abfällt, eine Verlustleistung von rund. Im -Netzteil fließen zwar keine kontinuierlichen Ströme durch die Gleichrichter-Dioden, dafür sind jedoch zwei Dioden im gleichen Gehäuse untergebracht. Der thermische iderstand zwischen der Halbleiter-Sperrschicht und der Umgebung eines TO0-Gehäuses beträgt etwa 0 /. Die Verlustleistung würde die Temperatur ohne Kühlung auf 0 ansteigen lassen, was natürlich die schnelle Zerstörung der Dioden zur Folge hätte. Deshalb ist ein Kühlblech oder Kühlkörper für die Gleichrichter- Dioden lebenswichtig. Der thermische iderstand zwischen der Halbleiter-Sperrschicht und der Kühlfahne des gleichen TO0-Gehäuses beträgt 1 /. enn ein Kühlkörper mit dem thermischen iderstand / verwendet wird, ist die Summe der thermischen iderstände zwischen Halbleiter-Sperrschicht und Umgebung /. it diesem Kühlkörper liegt die Sperrschicht-Temperatur bei Verlustleistung um über der Umgebungstemperatur. Bei 0 in der Umgebung wird die Sperrschicht auf aufgeheizt, was völlig unkritisch ist. Bauelemente kann man natürlich auch mit einem Lüfter kühlen. Ein Luftstrom, dessen Geschwindigkeit mindestens 0, m/s beträgt, setzt den thermischen iderstand des Kühlkörpers um den Faktor herab. Im genannten Beispiel ergibt sich ein thermischer iderstand von ungefähr /, so dass der Temperatur-Anstieg von 0 auf ca. 0 reduziert wird. Die niedrigere Temperatur wirkt sich unter anderem auch vorteilhaft auf die Lebensdauer der Bauelemente aus. Auch die Schalttransistoren sind bereits im Original-Zustand des - Netzteils auf Kühlkörpern montiert. Diese Kühlkörper sind nach Anpassen der Ausgangsspannungen immer noch ausreichend dimensioniert, sie brauchen nicht verändert zu werden. An den Schalttransistor- Kühlkörpern liegen lebensgefährliche Spannungen. Deshalb wird eindringlich davor gewarnt, ihre Temperatur durch Berühren mit dem Finger zu überprüfen! Sonstige Verwendung Ein -Netzteil ist für den Umbau zu einem Netzteil mit einstellbarer Ausgangsspannung weniger geeignet. Durch Eingriff in die ückkopplung, die vom Ausgang zum ulsbreiten- egler TL führt, sind nur Änderungen der Ausgangsspannungen in relativ engen Grenzen möglich. Zum Einstellen der Drehzahl von ini-bohrmaschinen oder für die Helligkeitssteuerung von Lampen reicht der Stellbereich jedoch meistens aus. In Bild 7 sind parallel zu ein Optokoppler und iderstand geschaltet. Die Netzteil-Ausgangsspannung sinkt, wenn Strom durch die LED des Optokopplers fließt. Anstelle des Optokopplers ist auch ein gewöhnlicher Transistor verwendbar, dessen Längswiderstand über den Basisstrom gesteuert wird. An die Arbeit... Es wurde gezeigt, wie ein -AT-Netzteil auf relativ unkomplizierte eise so umgebaut werden kann, dass es abweichende oder einstellbare Ausgangsspannungen liefert. Bevor man an die Arbeit geht, sollte man die Schaltung in der Umgebung des ulsbreiten-eglers TL auf ein Blatt apier aufzeichnen. Die Bauelemente, die zum ückkoppel-kreis und zur ower Good -Schaltung gehören, lassen sich so leichter identifizieren. Anhand des Schaltbilds und der Informationen aus diesem Beitrag ist es dann nicht mehr schwierig, das -Netzteil nach unsch umzubauen. Zum Schluss noch einmal eine eindringliche arnung: Das -Netzteil ist unmittelbar mit dem 0-V-Stromnetz verbunden. An bestimmten Bauteilen liegt während des Betriebs und auch nach dem Ausschalten hohe Spannung. Das Berühren dieser Bauteile kann lebensgefährlich sein! Literatur Datenblatt Texas Instruments TL: www-s.ti.com/sc/ds/tl.pdf Datenblatt hilips BY00: BY00T.html hilips Thermal anagement AN: applicationnotes/ah7.pdf (0000)gd /00 Elektor