12-Volt-5-Ampere-Netzteil oder wie könnte es aufgebaut sein?

Vor nicht allzu langer Zeit gab es hier bereits einen Testbericht zu diesem Netzteil, allerdings von einem anderen Shop.
Bei mir ist ein ähnliches Netzteil angekommen. Natürlich wollte ich wissen, was die beiden gemeinsam haben und worin sie sich unterscheiden. Außerdem gibt es von mir noch einen Vorschlag, wie man das Netzteil hätte bauen können.
Wen das interessiert: bitte weiterlesen.

Ich brauchte das Netzteil, um jede Menge kleiner Ladegeräte mit Strom zu versorgen. Da sich das Ganze aber zu einem zähen Projekt entwickelt hat, beschränke ich mich jetzt einfach auf einen Testbericht zu diesem Netzteil.

Ich habe dieses Netzteil etwas früher bekommen als mein sehr geschätzter Kollege ksiman seins, war aber beschäftigt und habe deshalb nicht gleich darüber geschrieben.
Nach dem Lesen des oben erwähnten Testberichts wollte ich allerdings unbedingt nachsehen, was bei mir angekommen war.
Ich war mir fast sicher, dass die beiden identisch sind. Aber fast heißt eben nicht 100 %.
Im Laufe des Artikels werde ich auf den Testbericht zu diesem Netzteil verweisen. Ich hoffe, der Autor nimmt mir das nicht übel :)

Also, kommen wir zum eigentlichen Testbericht. Dabei erzähle ich, was ich letztendlich bekommen habe.

Das Netzteil kam in eine Tüte eingewickelt an. Außerdem lag ein Adapter bei, dessen tieferen Sinn ich allerdings bis heute nicht verstanden habe.
Aber gut, wenn er schon dabei ist, kann man ihn ja aufheben. Vielleicht vergessen sie ihn beim nächsten Mal, wenn man ihn braucht.


Im Lieferumfang waren das Netzteil selbst, das Netzkabel und der oben erwähnte Adapter enthalten.


Am Äußeren des Netzteils gibt es eigentlich nichts auszusetzen. Ein Netzteil wie jedes andere.
Am Ausgangskabel fehlt ebenfalls ein Ferritfilter. Genauer gesagt sieht es zwar so aus, als wäre einer da, aber innen ist nichts – nur Kunststoff.


Und hier ist schon der erste Unterschied.
Mein Netzteil heißt XY1205, im vorherigen Testbericht wurde es XY1205A genannt.
Außerdem steht bei meinem unten die Kennzeichnung CM-2, beim Vergleichsmodell CM-1. Was das bedeutet, weiß ich leider nicht.


Netzteil einschalten.
Die Ausgangsspannung ist zu hoch: 12,54 V statt 12 V. Damit liegt sie zwar noch innerhalb der üblichen 5 %, aber nur ganz knapp.


Das Netzkabel, das bei mir ankam, war ein anderes, ohne Schutzkontakt.
Solche Kabel waren mir bisher noch nicht untergekommen, obwohl ich wusste, dass es sie gibt.


Das Kabel wirkt dabei nicht so dick wie ein gewöhnliches Computerkabel, ist aber rund – eine Art PVS-Kabel.


Zuerst wollte ich das Kabel aufschneiden und nachsehen, was drin ist. Dann dachte ich mir aber: Wozu eigentlich?
Also habe ich einfach den Widerstand des Kabels gemessen.
Das Messgerät zeigte 1,589 Ω an. Rechnet man den Übergangswiderstand der Kontakte mit ein, kann man auf 1,58 Ω runden.
Das Kabel ist etwa 1,08 m lang, also sind es hin und zurück 2,16 m.
Mit einer einfachen Rechnung komme ich auf einen Widerstand von 0,73 Ω pro Meter.
Ein Blick in die Tabelle verrät den dazugehörigen Kabelquerschnitt: beachtliche 0,024 mm².
Gut, dass sich ein Kabel leicht austauschen lässt.


Danach wollte ich mir doch noch ansehen, was drinsteckt.
Nicht, dass ich nicht wüsste, wie Netzteile aufgebaut sind. Aber ich zerlege einfach gern irgendwelche Sachen :)
Solche Netzteile lassen sich sehr leicht öffnen. Man steckt eine Messerklinge in den Spalt zwischen den Gehäusehälften und löst die Klebestelle, indem man mit einem kleinen Hammer daraufklopft.
Kurz gesagt: Nur beim ersten Mal ist es schwierig und unklar. Danach ist es nur ein bisschen komplizierter, als Schrauben mit dem Schraubendreher herauszudrehen. Schade ist nur, dass man das Gehäuse anschließend nur mit Klebstoff wieder zusammenbekommt.


Im Inneren unterscheidet sich das Netzteil zwar nicht besonders, aber doch vom Netzteil aus dem vorherigen Test.
Als Erstes fällt auf, dass ein Eingangsfilter fehlt – hier war offenbar nicht einmal einer vorgesehen.
Dafür gibt es aber auch Vorteile: Am Ausgang sind 1000-µF-/25-V-Kondensatoren verbaut und keine 470-µF-/16-V-Kondensatoren.
Unterm Strich hat sich also nicht viel geändert: Die Funktion wird besser, dafür nehmen die Störungen zu.
Der Transformator sieht etwas anders aus, die Abmessungen sind aber ungefähr gleich.


Auf der Platinenunterseite sehen sich die Netzteile sehr ähnlich, die Kennzeichnung ist aber doch unterschiedlich: Bei meinem steht D-32, beim Netzteil aus dem vorherigen Test D-26. Vielleicht wurde mein Netzteil später hergestellt und hat deshalb eine andere Platinenrevision.
Außerdem sieht man, dass der Snubber-Kondensator auf die Platinenunterseite verlegt wurde. So etwas ist mir noch nicht begegnet; normalerweise sitzen diese Kondensatoren oben und sind keine SMD-Bauteile.


Gesteuert wird das Netzteil von einem mir unbekannten Controller, dem 63D12.
Ich werde keinen Schaltplan für dieses Netzteil zeichnen, denn es unterscheidet sich nicht wesentlich von dem Netzteil aus ksimans Test. Ein besonderer Dank an ihn für diese Arbeit.


Der Leistungstransistor ist derselbe: 4N60C


Einige Bauteile sind anders angeordnet. Unter dem Optokoppler wurde ein Isolationsschlitz in die Platine gefräst, was erneut den Verdacht nahelegt, dass es sich um eine neuere Ausführung dieses Netzteils handelt.
Der Eingangskondensator ist aber ebenfalls nicht befestigt. Seine Kapazität ist für die angegebene Leistung von 60 W zu gering.



Fazit.
Vorteile.
Es funktioniert immerhin :)
Am Ausgang wurden 25-V-Kondensatoren statt 16-V-Kondensatoren verbaut, obwohl ihre Platzierung direkt neben der Leistungsdiode alles andere als optimal ist.
Für Lastströme von 3–3,5 A kann es durchaus geeignet sein. Sicherheitshalber würde ich den Laststrom aber auf 2,5–3 A begrenzen (vielleicht bin ich einfach zu pessimistisch :)).
Im Netzteil kommt ein PWM-Controller zum Einsatz und nicht die häufig anzutreffende selbstschwingende Schaltung.

Nachteile.
Nicht für 100 % Last geeignet.
Kein eingangsseitiger Entstörfilter.
Ziemlich hohe Restwelligkeit am Ausgang.
Das Kabel taugt nichts, sofort austauschen.
Die Bauteile im Netzteil sind nicht befestigt.

Mein Fazit: Der Patient ist eher lebendig als tot. Das Netzteil lässt sich also durchaus verwenden. Wenn man es zusätzlich noch „aufmotzt“, die Ausgangskondensatoren durch Low-ESR-Typen ersetzt und die Kapazität des Eingangskondensators auf mindestens 68, besser noch auf 100 µF erhöht, wird es sogar ziemlich gut. Dieses Netzteil hat Potenzial für Verbesserungen. Ein Netzteil ähnlicher Leistung mit selbstschwingender Schaltung würde ich dagegen in keiner Form empfehlen.
Geeignet zur Versorgung allerlei unkritischer Verbraucher wie LED-Streifen und Ähnlichem.

Dieses Netzteil wurde mir vom Shop gearbest kostenlos für Experimente und Tests zur Verfügung gestellt.

Ach ja, fast vergessen. Am Anfang des Tests hatte ich von meinem Rezept für ein Netzteil geschrieben.
Wer es bis zum Ende geschafft hat, bitte unter den Spoiler schauen, dort geht es weiter :)

Wir setzen den Transformator und die Ausgangsdrossel ein. Die Sicherung lasse ich vorerst weg – später wird klar, warum.




Die Platine ist komplett bestückt und verlötet. Zum Löten verwende ich 1-mm-Lötdraht mit Flussmittel; zusätzliches Flussmittel kommt dabei nicht zum Einsatz. Die Platinen habe ich direkt beim Hersteller mit verzinnten Leiterbahnen bestellt.


Beim ersten Einschalten löte ich anstelle der Sicherung eine kleine Glühlampe (15 W) ein. Wenn das Netzteil fehlerfrei aufgebaut ist, leuchtet sie entweder gar nicht oder glimmt nur ganz schwach.
Die Spannung lag auf Anhieb genau bei dem Wert, auf den ich ausgelegt hatte. Nachjustieren war nicht einmal nötig, aber die Möglichkeit dazu schadet natürlich nicht.


Neulich gab es eine kleine Diskussion über das Löten von Platinen.
Ich habe ein paar Fotos gemacht, die zeigen, wie eine gute Lötstelle mit den meisten Loten aussieht.
Die Flussmittelreste habe ich mit einem in Aceton getränkten Wattebausch entfernt.
Gesamtansicht


Ein Bereich aus der Nähe. Wenn man genau hinsieht, kann man sogar meine Spiegelung erkennen :)))


Ich habe das Netzteil für 15 V und 1,5 A ausgelegt. Zum Testen werde ich es also entsprechend mit 1,5 A belasten. Dabei kann dieses Netzteil selbst in diesem Zustand problemlos 2 A liefern.
Auf der Platine sind zwei Ausgangsdioden, denn eigentlich sollten die Dioden für den dreifachen berechneten Ausgangsstrom ausgelegt sein. Ich habe 31DQ10-Dioden (100 V und 3 A) eingebaut, da der berechnete Strom 1,5 × 3 = 4,5 A betrug.
Übrigens sind mir schon einmal gefälschte Dioden mit dieser Bezeichnung untergekommen. Sie werden deutlich heißer – also Vorsicht.


Bei dieser Gelegenheit habe ich auch das Oszillogramm der Ausgangswelligkeit des Netzteils unter dieser Last aufgenommen. Der Tastkopf steht auf 1:1.


Nachdem ich das Netzteil unter Last geprüft habe, löte ich die Eingangs- und Ausgangskabel an. Für meinen Einsatzzweck werden die Kabel kurz und ohne Stecker sein.
Außerdem ziehe ich gleich die „Kabeltüllen“ auf (am besten vor dem Löten) und sichere die Kabel zusätzlich mit Kabelbindern gegen Herausziehen aus dem Gehäuse.
Bei der Sicherheit kann man nicht vorsichtig genug sein – lieber auf Nummer sicher gehen.


Nachdem die Kabel angelötet sind, überziehe ich die Platine mit dem Schutzlack Plastik-70. Es gibt einen widerstandsfähigeren Lack – Urethan –, aber den verwende ich nicht, weil er eine zu harte Beschichtung bildet.


So sieht die vollständig bestückte Platine aus, bereit für den Einbau ins Gehäuse.


Ansicht von unten. SMD-Bauteile habe ich kaum verwendet, nur Kondensatoren parallel zu den Ausgangselkos.


Verwendet wurde ein Z-34B-Gehäuse, also die hohe Variante dieses Gehäuses. Die Platine wurde genau dafür entworfen. Für den Einbau müssen daher zwei Ausschnitte für die Kabel und ein Loch für die LED geschnitten werden. Anschließend wird die Platine mit vier kleinen Schrauben im Gehäuse befestigt (am besten bohrt man vorher Löcher mit 1,5 mm Durchmesser in die Gehäusestützen).


Im letzten Schritt werden die Löcher im unteren Gehäuseteil aufgebohrt und die beiden Hälften miteinander verschraubt.
Fertig, das Netzteil ist einsatzbereit.


Wie man bei Discovery sagt: Jetzt wisst ihr, wie es gemacht wird – oder zumindest, wie es gemacht werden sollte.
Und natürlich gibt es das Archiv mit Schaltplan, Leiterplattenlayout und Datenblatt.

Wenn ihr Fragen habt, fragt einfach – ich beantworte sie gern.