24-V-Netzteil mit 5 A, plus 1 A gratis dazu :)

Da ich schon lange mit verschiedenen Netzteilen arbeite, kann ich ihre Qualität oft schon „anhand eines Fotos“ einschätzen. So war es auch diesmal: Ich habe zwei Netzteile zum Testen bestellt, die mir auf den ersten Blick ganz ordentlich erschienen. Bislang lag meine Intuition richtig. Mehr dazu wie immer nach dem Klick :)

Ich werde oft gefragt: Ist dieses Netzteil gut oder nicht? Darauf antworte ich meistens: Es sieht gut aus, aber solange ich es nicht getestet habe, kann ich das nicht mit Sicherheit sagen. Die Praxis zeigt, dass der äußere Eindruck ziemlich täuschen kann.
Neben dem Aussehen spielt auch der Preis eine große Rolle. Ein billiges Netzteil kann nicht gut sein, aber das heißt nicht, dass ein teures nicht schlecht sein kann. Also schauen wir mal.
Ich versuche, den Test kurz zu halten und trotzdem möglichst viele Informationen zu liefern.

Zunächst ein paar Worte zur Verpackung. Kurz gesagt: Es gibt eine :)
Eine Kartonverpackung ist eigentlich vor allem bei Netzteilen ohne Gehäuse nötig. Ein Netzteil im Metallgehäuse lässt sich viel schwerer beschädigen. Trotzdem ist eine Verpackung immer ein Pluspunkt: Wenn sie schon nicht schützt, gehen wenigstens keine Teile verloren :)
Eine Anleitung liegt dem Netzteil nicht bei.


Wie eingangs erwähnt, steckt das Netzteil in einem perforierten Metallgehäuse. Das Design ist ziemlich standardmäßig: ein Aluminiumchassis, das als Kühlkörper dient, und ein perforierter Deckel.
Die Kühlung ist passiv, da die Leistung relativ gering ist. Eine aktive Kühlung kommt bei Leistungen ab 240–300 W zum Einsatz.


An der Seite befindet sich ein Aufkleber mit den technischen Daten des Netzteils.
Was es mit den 110/220 auf sich hat, habe ich allerdings nicht ganz verstanden: Das Netzteil hat keinen Spannungsschalter und ist nur für 220 V ausgelegt. Der Schaltungstechnik nach zu urteilen, müsste es eigentlich im gesamten Bereich von 85–240 V funktionieren. Aber wir gehen mal davon aus, dass es für 220 V gedacht ist.
Technische Daten:
Eingangsspannung — 220 V ±15 %
Ausgangsspannung — 24 V
Maximaler Laststrom — 5 A


Für diese Leistung sind die Abmessungen recht kompakt:
Länge — 143 mm
Breite — 58 mm
Höhe — 41 mm


An den Stirnseiten des Netzteils befinden sich Schraubklemmen:
1. Zum Anschluss der Versorgungsspannung und der Erdung
2. Zum Anschluss des 24-V-Ausgangs. Auf dieser Seite befinden sich außerdem eine LED zur Anzeige der Ausgangsspannung und ein Trimmer zur Einstellung der Ausgangsspannung.
Man sieht, dass der Hersteller am Ausgang denselben Klemmenblock verwenden wollte, aber zwei Minuskontakte und einen Pluskontakt herausgeführt hat.


Der Deckel lässt sich nicht besonders bequem abnehmen: Man muss zwei Schrauben an den Seiten lösen, und mit den Rastnasen hatte ich auch etwas Mühe. Die erste musste ich mit einem Schlitzschraubendreher aufbiegen.


Jetzt zu einigen Besonderheiten des Netzteils – den guten und den weniger guten.
Fangen wir mit dem Netzfilter an: Er ist vorhanden, und zwar nicht nur irgendwie, sondern fast als richtiger Netzfilter. Es gibt eine Gleichtaktdrossel (offensichtlich für einen ordentlichen Strom ausgelegt), zwei X-Kondensatoren zur Entstörung und zwei Y-Kondensatoren. Nur ein NTC zur Begrenzung des Einschaltstroms fehlt.
Als Gleichrichterbrücke kommt GBU6D zum Einsatz, was mich zunächst ratlos zurückließ. Laut Datenblatt ist sie für 6 A und 140–200 V ausgelegt, hat aber alle Tests problemlos bestanden, obwohl die Netzspannung bei 240–245 V lag (nachts ist sie bei uns oft so hoch). Außerdem hat sie etwa 30 Einschaltvorgänge überstanden (das habe ich extra getestet). Es macht den Eindruck, als wäre die Gleichrichterbrücke doch für ordentliche 600–800 V ausgelegt und hätte einfach eine andere Beschriftung bekommen (so ähnlich wie Prozessoren mit unterschiedlichen Taktraten, aber demselben Chip). Und oft sind die gewöhnlicheren 600–800-V-Varianten sogar noch günstiger.


Manchmal glaube ich, die chinesischen Ingenieure lesen unsere Foren :)
Am Eingang sitzen zwei Kondensatoren mit je 82 µF, zusammen also 164 µF. Für die angegebene Leistung von 120 W ist das mehr als ausreichend.


Der Transistor und die Ausgangsdiode sind über eine Aluminiumplatte am Gehäuse befestigt und werden ganz klassisch mit einem kleinen Metallplättchen angedrückt.
Auch hier gibt es eine kleine Anmerkung: Wenn am Eingang Y1-Kondensatoren sitzen, warum wurde dann zwischen den Wicklungen ein gewöhnlicher Kondensator verbaut? Das sehe ich ziemlich oft, obwohl so ein Kondensator nur ein paar Cent kostet.


Auch die Ausgangskondensatoren sind recht großzügig dimensioniert: zwei Stück mit 2200 µF und 35 V.
Seltsam ist, dass die Kondensatoren unterschiedlich groß sind, obwohl Kapazität und Spannungsfestigkeit gleich sind. Auch die Hersteller sind verschieden.


Auch der Wermutstropfen darf nicht fehlen: Statt einer Entstördrossel am Ausgang sitzt dort eine „speziell geschulte“ Drahtbrücke. Diese Sparmaßnahme wirkt angesichts des ordentlichen Netzfilters etwas seltsam.


Beim ersten Einschalten liegen am Ausgang 23,78 V an.
Prüfung des Einstellbereichs der Ausgangsspannung:
Minimum: 20,71 V, Maximum: 29,79 V.
Zum Schluss habe ich die Spannung auf die angegebenen 24 V eingestellt.


Schauen wir mal genauer hin :)
Wir lösen die Schraube, mit der Transistor und Diode angedrückt werden. Sie befindet sich unter dem Aufkleber mit den technischen Daten.
Transistor und Diode sind über wärmeleitendes Gummi am Kühlkörper befestigt und zusätzlich mit Wärmeleitpaste bestrichen.


Auf der Platine findet sich die Kennzeichnung WJXPS-P1210B6 sowie das Entwicklungsdatum der Platine: 25. September 2013.
Die erste Kennzeichnung deutet darauf hin, dass die Platine ursprünglich wohl für ein 12-V-10-A-Netzteil entwickelt wurde, also ebenfalls für 120 W. Später kam dann eine 24-V-5-A-Version auf Basis derselben Platine heraus (dabei werden der Transformator und einige Bauteile geändert).
Ein 24-V-Netzteil hat normalerweise einen etwas höheren Wirkungsgrad. Wenn die 12-V-Version korrekt ausgelegt war, haben wir damit wohl unser „Geschenk“ von 1 A bekommen.


Ein paar Details zu den Bauteilen.
1. Y1-Entstörkondensatoren
2. Als PWM-Controller kommt OB2269CP vom bekannten Hersteller LITEON zum Einsatz.
3. Hochspannungstransistor von Infineon 20N60C3, und zwar im TO-247-Gehäuse.
4. Die Ausgangsdiodenbaugruppe BYQ28E-200 besteht aus zwei UltraFast-Dioden mit jeweils 10 A und 200 V.
Normalerweise verwendet man am Ausgang Schottky-Dioden. In diesem Fall ist der Einsatz einer Baugruppe aus gewöhnlichen schnellen Dioden aber durchaus sinnvoll, denn bei hohen Spannungen verlieren Schottky-Dioden einen Teil ihrer entscheidenden Vorteile – den geringen Spannungsabfall. 200 V sind hier mehr als ausreichend.


An der Platine gab es nichts auszusetzen. An den nötigen Stellen gibt es Schlitze, die vor einem Durchschlag durch das Platinenmaterial schützen. Die Leiterbahnen, durch die hohe Ströme fließen, sind verzinnt.


Die Lötqualität ist mittelmäßig. Alles ist verlötet, aber die abgeschnittenen Anschlussdrähte sind nicht besonders sauber.


Die Messung der Kondensatorkapazität ergab Werte wie angegeben, und das freut mich natürlich :) Bei der ESR-Messung der Ausgangskondensatoren gab mein Messgerät allerdings auf und zeigte unrealistische 0 Ω an. Warum, weiß ich nicht – so etwas hatte ich bisher noch nicht erlebt.


Anhand der Platine habe ich den Schaltplan erstellt. Ich habe versucht, die Bauteilbezeichnungen zu übernehmen, bin mir aber nicht sicher, ob alles stimmt, da sie auf der Platine nicht überall zu erkennen waren.


Gut, damit sind wir mit dem Blick ins Innere fertig. Kommen wir zum obligatorischen Test.
Der Testaufbau ist wie immer: elektronische Last, Oszilloskop, Multimeter, berührungsloses Thermometer, Stift und Papier.
Die Vorgehensweise ist dieselbe wie bei den vorherigen Tests:
Einschalten, mit 1 A belasten, 20 Minuten aufwärmen lassen, Temperaturen der wichtigsten Bauteile messen und den Strom um eine Stufe erhöhen.


1. Leerlauf: Spannung 23,98 V, Restwelligkeit 100 mV
2. Laststrom 1 A: Spannung 23,93 V, Restwelligkeit 0,3 V


1. Laststrom 2 A: Spannung 23,77 V, Restwelligkeit 0,6 V. Das ist ziemlich viel.
2. Laststrom 3 A: Spannung 23,62 V, Restwelligkeit 0,6 V.


1. Laststrom 4 A: Spannung 23,5 V, Spitze-Spitze-Restwelligkeit 0,8 V
2. Laststrom 5 A: Die Spannung ist auf 23,43 V abgesunken, liegt aber noch im zulässigen Bereich. Die Restwelligkeit ist überraschenderweise geringer und beträgt 0,6 V. Im Bild ist allerdings nur die positive Halbwelle der Restwelligkeit zu sehen.


Jetzt zum „geschenkten“ Ampere :)
Da sich das Netzteil in Sachen Erwärmung hervorragend geschlagen hat, beschloss ich, den Test fortzusetzen.
1. Laststrom: 6 A, Spannung: 23,5 V, Restwelligkeit: 0,8 V.
2. Ich beschloss, das Netzteil ein wenig zu modifizieren: Ich baute die fehlende Drossel und drei Keramikkondensatoren mit je 0,22 µF ein, einen vor und zwei nach der Drossel.
Wie man so sagt: Der Unterschied ist mit bloßem (na ja, fast) Auge zu erkennen. Die Restwelligkeit ist auf die Hälfte gesunken und tritt deutlich seltener auf.


Für die Modifikation habe ich eine nicht ganz passende Drossel verwendet: Sie hat eine geringe Induktivität und ist für einen hohen Strom ausgelegt. In das Netzteil passt problemlos eine Drossel mit etwa fünfmal höherer Induktivität, wodurch die Restwelligkeit noch weiter sinken würde.
Außerdem habe ich die Ursache für den Spannungseinbruch unter Last gefunden. Zuerst dachte ich, das Netzteil „packt es nicht“, obwohl das bei einem Netzteil mit Rückkopplung vom Ausgang etwas seltsam wäre. Indem ich die Bauteile der Spannungserfassung nacheinander gekühlt habe, konnte ich feststellen, dass das Problem an der Wertdrift des Widerstands R2 liegt. Durch Erwärmung sinkt die Ausgangsspannung. Ersetzt man R2 durch einen präzisen Widerstand, ist das Problem vollständig behoben. Der Widerstand wird vom Transformator erwärmt. Man könnte ihn einfach weiter weg platzieren, besser ist aber ein Austausch.


Und hier die gemessenen Temperaturen.
Am Ende des Experiments erreichte das Gehäuse im Bereich der Leistungskomponenten 70 °C.
Dazu muss man sagen, dass die Kühlung während des Tests nicht besonders gut war: Es war Sommer (die Klimaanlage hatte ich nicht eingeschaltet), und das Netzteil lag auf einem Tisch, der Wärme schlecht ableitet und die Kühlung der Unterseite des Netzteils behindert.
Die letzten Werte wurden nach einem zweistündigen stufenweisen Aufwärmen ermittelt.


Fazit.
Vorteile
Verpackung vorhanden
Die Bauteilwerte sind mit ausreichender Reserve gewählt (abgesehen von der Frage nach der Eingangs-Gleichrichterbrücke)
Die Erwärmung erlaubt den Betrieb dieses Netzteils auch bei einem Laststrom von bis zu 6 A
Ordentlicher Netzfilter am Eingang.
Saubere und hochwertige Konstruktion.
Die Ausgangsspannung lässt sich in einem großen Bereich einstellen

Nachteile.
Hohe Restwelligkeit (zumindest ohne Modifikation)
Geringe Temperaturstabilität eines der Widerstände im Rückkopplungsteiler.
Kondensator zwischen den Wicklungen vom falschen Typ
Unklare Situation bei der Eingangs-Gleichrichterbrücke.

Meine Meinung: Mein Eindruck von diesem Netzteil ist zwiespältig. Einerseits ist es ein gutes Netzteil mit reichlich Stromreserve und ordentlich dimensionierten Kondensatoren, andererseits muss es modifiziert werden. Die Modifikation kostet fast nichts und ist unkompliziert, aber empfehlenswert: Damit werden die Eigenschaften des Netzteils deutlich besser. Warum also an dieser Stelle sparen?
Der zweite unklare Punkt ist die Eingangs-Gleichrichterbrücke. Ich neige aber trotzdem zu der Annahme, dass eine ordentliche Gleichrichterbrücke verbaut ist, die lediglich falsch beschriftet wurde. Wie ich oben geschrieben habe, sind Dioden und Gleichrichterbrücken für 600–800 V oft sogar günstiger als ihre Niederspannungsvarianten. Außerdem hat das Netzteil alle Tests mit Bravour bestanden, sogar bei erhöhter Netzspannung.
Später heute werde ich versuchen, meine Theorie zu überprüfen. Wenn es dabei abraucht, dann ist es eben so.

Ob ich es empfehlen kann? Schwer zu sagen. Für alle, die mit dem Lötkolben umgehen können, ist es eine Möglichkeit, ein gutes Netzteil zu bekommen. Oder für diejenigen, denen Restwelligkeit und Spannungseinbruch nicht wichtig sind (man kann von Anfang an 24,25–24,3 V einstellen, dann sieht es besser aus). Für alle anderen: Ich weiß es nicht, entscheidet selbst. Ich habe versucht, alle nötigen Informationen zu liefern.

Ich hoffe, der Testbericht war hilfreich und hilft euch, die richtige Wahl zu treffen.
Der Link im Titel führt aus irgendeinem Grund auf die Startseite des Shops. Vielleicht funktioniert dieser Link.

Das Produkt wurde vom Shop für diesen Testbericht zur Verfügung gestellt.