Ein günstiger und praktischer DC-DC-Wandler.

Im Leben eines jeden Elektronikbastlers – und nicht nur dort – gibt es Situationen, in denen ein kleiner, kompakter und günstiger Abwärtswandler praktisch wäre. Genau um so ein Gerät geht es in diesem Test.

Solche Wandler hatte ich schon länger im Auge, aber 4 Dollar pro Stück im Laden zu bezahlen, dagegen sträubte sich mein innerer Geizhals. Später bin ich in einem Elektronikforum auf ähnliche Wandler gestoßen; dort kosteten 10 Stück etwa 10 Dollar. Während des Ausverkaufs am 25. März auf AliExpress habe ich dann zugeschlagen.
Ehrlich gesagt habe ich nach dem Preis ausgewählt, also die billigsten genommen. Es mag noch günstigere geben, aber damals war das das beste Angebot.
Achtung: Beim Verkäufer kostet das Angebot inzwischen 7,5 Dollar, allerdings für 5 Stück. Als ich bestellt habe, waren es 10 Stück. Also genau hinschauen.

Die vom Verkäufer angegebenen Daten (sie sind übrigens bei all diesen Platinen gleich):
Eingangsspannung: 3,2–40 V (der Hersteller des ICs empfiehlt 4,5–40 V)
Ausgangsspannung: 1,25–35 V (natürlich nur, wenn die Eingangsspannung mindestens 3 V über der Ausgangsspannung liegt; außerdem wäre der Ausgangskondensator dann wirklich knapp bemessen)).
Ausgangsstrom: bis zu 3 A (so optimistisch wäre ich nicht. Angesichts der verbauten Komponenten halte ich 2 A für realistischer).
Wirkungsgrad: bis zu 92 % (unter bestimmten Bedingungen durchaus realistisch)
Werkseitig eingestellte Ausgangsspannung: 5 V.

Abmessungen der Platine: 41 mm lang, 21 mm breit, 15 mm hoch, gemessen am höchsten Bauteil.

Das Paket kam vor ein paar Tagen an. Es steckte in einem Karton, darin war meine Bestellung in ein Stück Luftpolsterfolie gewickelt. Hauptsächlich waren es die Wandler, dazu noch ein paar Kleinigkeiten.
Die Kleinigkeiten stelle ich später vor, über die Wandler wollte ich aber gleich berichten.
So sah die Lieferung aus:


Entweder stimmt bei der Mathematik des Verkäufers etwas nicht, oder er hat seine ganz eigene Vorstellung von einem Rabatt: Statt der bestellten 10 Stück kamen nur 9 an. 10 % hat er sich also gespart. Ich habe ihm geschrieben und warte noch auf eine Antwort.
Das erinnert mich an eine Geschichte, die ich auf einem Markt mitgehört habe:
Ein Händler wollte Schals zum Weiterverkauf kaufen und feilschte lange mit einem Chinesen um einen Rabatt. Er handelte 20 % heraus. Als die Bestellung ankam, staunte er nicht schlecht: Jeder Schal war 20 % kleiner.

Jeder Wandler war einzeln in einem versiegelten Antistatikbeutel verpackt.


Das Aussehen der Platine weicht deutlich von den Bildern auf der Verkäuferseite ab.
Der wichtigste Unterschied: Am Ein- und Ausgang sitzen gewöhnliche, billige Aluminium-Elektrolytkondensatoren.
Falls es jemanden interessiert, hier ihre Daten:

Eingang: 100 µF, 50 V, ESR 0,13 Ω, tatsächliche Kapazität 102 µF
Ausgang: 220 µF, 35 V, ESR 0,077 Ω, tatsächliche Kapazität 225 µF.
Beide sind für 105 °C ausgelegt.
Der Hersteller ist irgendein No-Name-Unternehmen namens Chengx (nicht einmal das vielen bekannte chinesische Chang).
Ich würde sie durch etwas Ordentlicheres ersetzen, denn der PWM-Controller ist auf die Qualität der Kondensatoren angewiesen. Außerdem würde ich Keramikkondensatoren parallel schalten.
LM2596S-IC – Datenblatt – www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf‎
Die Schaltung entspricht weitgehend dem Datenblatt (ich habe eine möglichst ähnliche Schaltung herausgesucht; Unterschiede gibt es beim Wert des Eingangskondensators und beim Diodentyp. Außerdem ist der Wert der Drossel falsch angegeben: Die Kennzeichnung 330 steht für 33 µH).

Ein solcher IC kostet bei uns einzeln etwa 2,5 Dollar.
Die verbaute Drossel hat 33 µH und ist von den Abmessungen her mit Drosseln für etwa 3 A vergleichbar (12 × 12 × 7 mm).


Auf der Platine sitzt außerdem ein mehrgängiges Trimmpotentiometer, mit dem sich die Spannung recht genau einstellen lässt, sowie eine Schottky-Diode, die mir – und auch dem Hersteller des PWM-Regler-ICs – etwas klein geraten scheint.
Verbaut ist eine SS36. Nach dem Größenvergleich mit dem Datenblatt vermute ich allerdings eher, dass es sich um eine umgelabelte SS26 handelt – www.vishay.com/docs/88748/88748.pdf‎
Wenn man den Wirkungsgrad verbessern, die Erwärmung verringern und die Zuverlässigkeit erhöhen möchte, sollte man sie besser durch eine leistungsfähigere Diode ersetzen (im Datenblatt des ICs wird eine 1N5825 empfohlen).
Die Anschlussflächen für Ein- und Ausgang sind beschriftet.


Die Rückseite der Platine dient als Kühlkörper. Direkt unter dem IC befindet sich ein Raster aus durchkontaktierten Bohrungen, über das die Wärme auf die Platinenrückseite geleitet wird. Beim Testen wurde die Platine praktisch nicht warm.


Natürlich wollte ich wissen, wie effizient dieser Wandler ist.
Auf dem Foto unten ist der Eingangsstrom zu sehen. Am Ausgang sind 5 V eingestellt (das ist für verschiedene Geräte wohl der häufigste Wert), die Last beträgt 5 Ω (1 A, also 5 W), und am Eingang liegen stabile 12 V an (ebenfalls ein sehr gängiger Wert). Der Eingangsstrom beträgt 0,5 A. Das ergibt Verluste von 1 W und einen Wirkungsgrad von etwa 83 %.


Im zweiten Beispiel sind am Ausgang 10 V eingestellt, der Lastwiderstand beträgt 10 Ω, also fließen 1 A und es werden 10 W umgesetzt. Am Eingang liegen stabilisierte 15 V an. Der Eingangsstrom beträgt 0,74 A, die Verluste liegen bei 1,1 W und der Wirkungsgrad bei etwa 90 %.


Natürlich sind die Messungen mit einer gewissen Messunsicherheit behaftet, liegen aber sehr nahe an den tatsächlichen Werten.
Ich bin mir nicht sicher, ob ich solche Wandler bei diesem Verkäufer noch einmal kaufen würde, auch wenn der Preis für mich in Ordnung war. Die Unaufmerksamkeit (9 Stück statt 10) und die nicht besonders guten Ein- und Ausgangskondensatoren, die man besser austauscht, machen den Preisvorteil zunichte.
Die benötigte Diode kann man aus einem defekten PC-Netzteil auslöten; sie kostet aber auch einzeln nicht viel. Kondensatoren finden sich meist ebenfalls in der Bastelkiste jedes Elektronikbastlers. Am besten fragt man beim Verkäufer nach, welche verbaut sind (bei chinesischen Verkäufern ist das allerdings manchmal schwierig).

Andererseits ist der Preis, wenn man das alles hier bei uns kauft, trotz dieser Nachteile ausgezeichnet. Am besten bestellt man gleich ein Los mit 10 Stück, denn bei kleineren Mengen ist der Preis fast derselbe wie im Laden.

Mein Fazit: Die Platinen selbst kann ich zum Kauf sehr empfehlen. Ob es ausgerechnet diese Platinen von diesem Verkäufer sein sollen, müsst ihr selbst entscheiden. Die Nachteile habe ich so gut es ging beschrieben.

P.S. Mit einem relativ einfachen Umbau (ein paar Widerstände, ein Transistor und ein Kondensator kommen dazu) lässt sich eine Konstantstromregelung am Ausgang ergänzen. So bekommt man einen Treiber für LEDs, allerdings sinkt der Wirkungsgrad.
Unten ist der Schaltplan für den Umbau dieser Platine zur Konstantstromregelung am Ausgang.
Als Last dient die LED aus diesem Testbericht


Entschuldigt die Qualität der Fotos, sie sind etwas dunkel geraten.
Falls ich etwas vergessen habe, schreibt mir. Ich versuche dann, es zu ergänzen.

Update: Der Verkäufer hat das Geld für die fehlende Platine zurückerstattet.

UPD: Der Verkäufer bietet das Los jetzt für 7,5 Dollar an, allerdings mit 5 Stück. Als ich gekauft habe, waren es noch 10 Stück pro Los. Passt also auf.