Mean Well EPP-500-54-Netzteil

Dieses Netzteil wollte ich schon lange kaufen, aber immer kam etwas dazwischen. Und nun ist es schließlich bei mir gelandet. Gleich vorweg: Das Netzteil gefällt mir, auch wenn es ein paar kleinere Eigenheiten hat.

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Vor einiger Zeit habe ich mir das Hybridwandler-Modul RD6006P zugelegt und wollte ein kompaktes, regelbares Netzteil bauen. Grundsätzlich hätte ich ein eigenes Gehäuse passend zu den Abmessungen irgendeines Netzteils bauen können. Erstens hatte ich aber schon ein Gehäuse, und zwar aus Metall, und zweitens wollte ich eine kompakte Lösung.

Die Wahl fiel nicht ohne Grund auf das Modell EPP-500-54. Im Grunde hätte mir auch ein Netzteil der Serie EPP-400-xx gereicht, vielleicht mit Einschränkungen sogar ein EPP-300-xx – wenn da nicht ein Haken wäre: In diesen Serien gibt es keine Netzteile mit mehr als 48 V Ausgangsspannung, idealerweise hätte ich aber 65 V gebraucht.
Ja, aus irgendeinem Grund bringen die Hersteller keine Netzteile mit mehr als 48 V heraus. Ich wollte ein Netzteil mit LLC-Topologie für Leistungsverstärker kaufen, aber es stellte sich heraus, dass ein passendes Netzteil ungefähr so viel kostet wie ein Mean Well.

Letztendlich habe ich also zwei EPP-500-54 bestellt ... und vor nicht allzu langer Zeit das erste bekommen :)
Bestellt habe ich das Netzteil bei Taobao, ganz einfach, weil es in der Ukraine nicht nur ausschließlich auf Bestellung erhältlich ist, sondern auch völlig überteuert. Selbst der russische ChipDip bot das EPP-500-54 zu einem deutlich vernünftigeren Preis an.

Ich habe zwei Netzteile bestellt, über das zweite erzähle ich ein anderes Mal. Als Bonus lag ein Mauspad dabei, das hat mich gefreut :) Die Verpackung des Netzteils hätte allerdings deutlich besser sein können als ein Stück Luftpolsterfolie. Bei dem Preis schon irgendwie seltsam.


Eine kurze Beschreibung der Serie. Hier und im Folgenden stammen die Screenshots aus dem Datenblatt.


Das Netzteil ist offen aufgebaut, aber das stört mich überhaupt nicht. Laut Aufkleber handelt es sich tatsächlich um ein Mean Well EPP-500-54. Da selbst die Chinesen die Geräte nicht unter vollständiger Beibehaltung des Namens fälschen, ist das wohl ein Original.


Die Serie umfasst acht Modelle, was an sich schon ziemlich viel ist. Sie unterscheidet sich von anderen Serien unter anderem dadurch, dass es ein Modell mit 54 V Ausgangsspannung gibt.


Optisch sieht es sehr schön aus, auf seine eigene Art natürlich. Man sieht, wie die Entwickler versucht haben, alles in einem recht kompakten Format unterzubringen, und ich kann sagen: Das ist ihnen gelungen.


Ein eigentliches Gehäuse gibt es nicht. Diese Funktion übernimmt eine L-förmige Aluminiumplatte, die zugleich als Kühlkörper für einige Leistungskomponenten dient.


Das Netzteil ist gerade einmal 127 × 76 × 41 mm groß, also 5 × 3 Zoll. Die Maßzeichnung zeigt neben den Abmessungen auch, wo der Lüfter relativ zum Netzteil sitzt.


Am Eingang gibt es einen vollwertigen Netzfilter, was logisch und nachvollziehbar ist. Ich wäre eher überrascht gewesen, wenn keiner vorhanden wäre. Ungewohnt sind allerdings der zweipolige Netzanschluss und das Fehlen eines Anschlusses für den Schutzleiter. Offenbar wird dieser direkt mit dem Gehäuse verbunden.
Apropos Gehäuse, genauer gesagt Aluminiumchassis: Es hat keinerlei Befestigungsbohrungen. Allenfalls lassen sich die vier Gewindebolzen zur Befestigung der Platine verwenden.


Sicherung, ein Haufen Kondensatoren und Drosseln, ein Thermistor – nur einen Varistor konnte ich nicht finden.
Auf der Platine ist Platz für eine zweite Sicherung vorgesehen, sie wurde aber durch eine Brücke ersetzt.


Die Platine im Überblick. Wie man sieht, hat der Hersteller neben der Wärmeableitung über das Chassis auch separate Kühlkörper eingesetzt.


1. Die Bestückung ist sehr dicht. Dabei ist mir ein Relais aufgefallen, das offenbar im Stromkreis zur Begrenzung des Einschaltstroms sitzt. Zumindest schaltet es fast unmittelbar nach dem Einschalten und fällt einige Zeit nach dem Trennen der Stromversorgung wieder ab.
2. Die Transistoren des Netzteil-Inverters sitzen auf einem separaten kleinen Kühlkörper.
3. Zur Steigerung des Wirkungsgrads hat der Hersteller einen Synchrongleichrichter eingesetzt, wobei dieser bei einer so hohen Ausgangsspannung keinen großen Zugewinn mehr bringt.
4. Als Überhitzungsschutz sind auf zwei Kühlkörpern Temperaturschalter montiert.


1. Der Ausgang soll über Schraubklemmen angeschlossen werden. Ich denke, das ist einfach eine Vereinheitlichung mit den Modellen für niedrigere Spannungen, die für deutlich höhere Ausgangsströme ausgelegt sind. Links befindet sich der Anschluss für den Lüfter, rechts der Regler für die Ausgangsspannung und ein Paar Hilfsanschlüsse.
2. Am Ausgang sind vier Kondensatoren mit 220 µF und vermutlich ein weiterer mit 150 µF verbaut. Auf die Beschriftung habe ich nicht geachtet, aber er ist kleiner als die anderen. Die Kondensatoren sind für 80 V ausgelegt. Der Hersteller hat hier offenbar versucht, das Maximum herauszuholen: Mit 63-V-Kondensatoren wäre der Betrieb weniger zuverlässig, 100-V-Kondensatoren wären dagegen größer.
3. Seitlich befindet sich eine zusätzliche kleine Platine, die für die dritte Hilfsspannung von 5 V zuständig ist.
4. Im Grunde ist das die vielen bekannte „Standby-Spannung“. Zusammen damit bietet das Netzteil:
Drei Ausgangsspannungen: die Hauptspannung von 54 V, 12 V für den Lüfter und 5 V zur Versorgung der Hilfsbaugruppen.
Ein PowerON-Signal zur Steuerung des Einschaltens des Hauptnetzteils
Ein PowerGood-Signal, das dem Verbraucher mitteilt, dass das Netzteil korrekt gestartet ist
Die Messsignale S+ und S-, dazu später mehr.


Die Eingangskondensatoren sind so eingebaut, dass man ihre Beschriftung ohne Auslöten nicht lesen kann. Zum Auslöten hatte ich keine Lust, also habe ich einfach gemessen: Zusammen kamen sie auf etwa 250 µF. Es handelt sich also vermutlich um zwei Kondensatoren mit je 120 µF.
Bei der Gelegenheit habe ich auch die Kapazität der Ausgangskondensatoren gemessen: 950 µF, davon entfallen genau 880 µF auf die vier Kondensatoren mit je 220 µF. Für den fünften bleibt dann noch etwas übrig.


Im Datenblatt gab es ein Blockschaltbild des Netzteils. Daraus lässt sich lediglich entnehmen, dass das Netzteil zwei unabhängige Wandler sowie Schutzschaltungen besitzt und die Frequenzen des PFC- und des Hauptwandlers 90 beziehungsweise 100 kHz betragen.

Später habe ich allerdings festgestellt, dass das Blockschaltbild Fehler enthält: In der unten gezeigten Gruppe aus drei Optokopplern ist einer beispielsweise verkehrt herum eingezeichnet. Außerdem sind alle drei als Transistoren dargestellt.
Hier sieht man auch, dass die Kontakte S+ und S- über Widerstände mit den Ausgangskreisen verbunden sind. Im Datenblatt steht sonst nichts weiter dazu, aber irgendetwas sagt mir, dass es sich um Sense-Anschlüsse für einen Vierleiteranschluss der Last handelt.
Die äußerst dürftige Dokumentation ist wirklich enttäuschend. Im Grunde besteht sie nur aus einer Tabelle mit den technischen Daten und einer Maßzeichnung.


Eingangskabel anschließen und Spannung anlegen.
Am Ausgang liegen etwa die angegebenen 54 V an. Angenehm überrascht hat mich die Leistungsaufnahme im Leerlauf: Sie beträgt nur 1,4–1,5 W, was für ein 500-W-Netzteil sehr wenig ist.
Der Einstellbereich der Ausgangsspannung lag bei etwa 49–56,7 V. Versucht man, die Spannung noch weiter hochzudrehen, geht das Netzteil in den Start-Stopp-Betrieb über. Das bedeutet, dass die OVP-Schutzschaltung (Überspannungsschutz am Ausgang) anspricht.


Im Datenblatt gab es außerdem eine Erläuterung zu den Anschlüssen. Daraus geht hervor, dass es neben dem Ein- und Ausgang noch Folgendes gibt:
1. Einen Lüfteranschluss, einen ganz normalen zweipoligen Anschluss
2. Einen Anschluss für die Sense-Leitungen und den PG-Ausgang
3. Einen Anschluss für die 5-V-Standby-Spannung und die Einschaltsteuerung des Netzteils.

Für die letzten beiden Anschlüsse kommt ein relativ seltener DF11-4DS-2C-Stecker (Gegenstück) zum Einsatz. Ich wollte ihn sogar kaufen, aber er ist teuer und nur auf Bestellung erhältlich. Also habe ich es mir anders überlegt – zumal sich das Netzteil auch ohne ihn einschalten lässt.


Wie bereits erwähnt, sind die S-Kontakte (vermutlich steht S für Sense) mit den Ausgängen verbunden. Der Widerstand zwischen ihnen beträgt 13 Ω.


1. Am Lüfteranschluss liegen 12 V an, und zwar, soweit ich das beurteilen kann, stabilisiert.
2. Am Standby-Ausgang liegen entsprechend 5 V an. Diese Spannung gibt es nur an diesem Anschluss und sie wird nirgendwo sonst ausgegeben.
3, 4. Der PS_ON-Kontakt ist über einen Pull-up-Widerstand mit +5 V verbunden. Das Netzteil startet also auch ohne angeschlossenen PS_ON-Kontakt ganz normal. Um den Hauptwandler „stummzuschalten“, muss man diesen Kontakt auf Masse legen. Die Leistungsaufnahme sinkt dann auf 0,2–0,4 W.


Der Lasttest im Bereich von 0 bis 8 A zeigte, dass sich das Netzteil ordentlich verhält. Allerdings schwankt die Ausgangsspannung ganz von selbst um etwa ±5 mV.
Unten die Ergebnisse bei 0, 1, 2, 4, 6 und 8 A.


Den Wirkungsgrad habe ich im Lastbereich von 0,5 bis 11 A gemessen, daher gab es ziemlich viele Messpunkte. Angegeben sind 94 %, tatsächlich erreichte das Netzteil bei maximaler Leistung bis zu 95 %.
Außerdem stellte sich heraus, dass der Überlastschutz bei einem Ausgangsstrom von mehr als 11 A anspricht, genauer gesagt bei etwa 11,2–11,3 A. Das Netzteil arbeitet auch bei einer Leistung von rund 550 W einwandfrei – und zwar deutlich länger als die angegebenen 3 Sekunden.


Die Restwelligkeit habe ich gemessen, indem ich den Tastkopf direkt an die Klemmen angeschlossen habe. Dabei kam ich auf etwa 150 mV Spitze-Spitze statt der angegebenen 200 mV.
Oszillogramme bei 0, 3, 6 und 9 A. Im ersten Oszillogramm ist der „Grünmodus“ deutlich zu erkennen, in den das Netzteil bei geringer Leistungsaufnahme wechselt.


Dafür gab es am Ausgang eine Restwelligkeit mit 100 Hz – sowohl bei 3 A als auch bei 9 A. Der einzige Unterschied liegt in der Amplitude. Möglicherweise gab es Einstreuungen auf die Messspitze, aber sicher bin ich mir da nicht.


Der Temperaturtest wurde unter Bedingungen durchgeführt, bei denen das Netzteil einfach auf dem Tisch lag. Vielleicht wären die Temperaturen etwas besser gewesen, wenn es auf der Seite gestanden hätte, aber mir ging es vor allem darum, die Gesamtsituation einzuschätzen.


Im Datenblatt gibt es Diagramme zur Abhängigkeit der Ausgangsleistung von der Lufttemperatur, zusätzlicher Kühlung und der Eingangsspannung. Stark vereinfacht gibt es bei einer Netzspannung von 230 V aber zwei Betriebsarten:
1. Natürliche Kühlung – 320 W
2. Zwangskühlung – 500 W.


Ich habe bei natürlicher Kühlung und einer Netzspannung von 230 V mit Ausgangsströmen von 3, 6 und 7 A getestet. Das entspricht einer Lastleistung von 160, 320 und 375 W; jede Stufe dauerte 20 Minuten.

Bei den ersten beiden Betriebsarten sah eigentlich alles ganz gut aus. Als ich die Last aber auf 7 A erhöhte, stieg die Temperatur des Transformators auf über 100 °C.
Punkt D: PFC-Diode. Sie sitzt neben dem Leistungstransistor, aber die Temperatur des Transistors konnte ich nicht messen.


Dieselben Betriebsarten als Wärmebilder. Während des Tests fiel mir auf, dass die Temperatur der Transformatorwicklung bei 6 A 97 °C betrug. Auf dem dritten Bild habe ich den Fokus der Wärmebildkamera genau auf diesen Punkt gelegt, und dort sind es schon etwa 115 °C.


Das Netzteil hat eine leichte positive Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Temperatur:
1. Kaltes Netzteil ohne Last
2. Aufgewärmtes Netzteil mit einer Last von 7 A
3. Aufgewärmtes Netzteil ohne Last.

Außerdem ist mir aufgefallen, dass die Spannung nach dem Abschalten der Last noch etwas „nachlief“: Zunächst lag sie bei 54,050 V, stieg innerhalb von etwa 20–30 Sekunden auf 54,054 V und begann dann zu sinken.
Insgesamt hält sich die Spannung meiner Meinung nach aber sehr stabil. Eine Abweichung von 40–50 mV bei 54 V ist schließlich nicht schlecht.


Eigentlich könnte ich den Testbericht an dieser Stelle beenden. Als Nächstes möchte ich aber noch eine kleine Modifikation des Netzteils beschreiben, damit es zusammen mit einem Wandler der RD60xx-Serie verwendet werden kann.


Der RD6006P benötigt für den normalen Betrieb am Eingang mindestens 61+3,6=64,6 V. Wie oben erwähnt, kann das Netzteil aber keine höhere Spannung als 56,7 V liefern.
Es müssen also zwei Probleme gelöst werden:
1. Die maximale Spannung erhöhen, also den Einstellbereich nach oben erweitern.
2. Die untere Schwelle des Überspannungsschutzes anheben. Laut Beschreibung kann sie übrigens zwischen 56,7 und 59,4 V liegen, bei meinem Gerät war sie aber auf dem Minimum :(

Ich beschloss, mit der Anpassung des Überspannungsschutzes anzufangen. Ohne Dokumentation stellte sich das aber als gar nicht so einfach heraus. Die Beschriftung OVP auf der Platine und der danebenliegende Widerstand führten mich zunächst auf die falsche Fährte. Dieser Widerstand ist der obere Widerstand des Spannungsteilers für die Ausgangsspannung, gehört aber zum Regelkreis der Spannungsstabilisierung.
Kurz gesagt: fast ein Fehlgriff, auch wenn es später ein wenig geholfen hat.


Jedenfalls wurde klar, dass ich tiefer graben musste. Also schraubte ich die Platine vom Chassis ab.


Dabei erfuhr ich auch, dass das näher am Rand sitzende Leistungshalbleiterbauteil die PFC-Diode ist und links davon ihr Leistungsschalter sitzt.


Gesamtansicht der Unterseite der Platine.


Einzelne Bauteile und Baugruppen:
1. ICE3PCS03, PFC-Controller.
2. L6599, der Haupt-PWM-Controller. Rechts sind drei Optokoppler zu sehen. Sie sind alle vom selben Typ, aber zwei sind in die eine und einer in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet. Das widerspricht dem Blockschaltbild im Datenblatt des Netzteils.
3. MP6922, Controller des Synchrongleichrichters. Darüber ist ein 7812-Spannungsregler zu sehen, der vermutlich die Stromversorgung des Lüfters übernimmt.
4. LS957B. Ich habe nach einem Datenblatt gesucht, konnte aber auf Anhieb keines finden. Ich vermute, dass es sich um einen Power_Good-Signalgeber handelt.


Auf der Unterseite der Platine sind außerdem zwei Strommess-Shunts montiert. Auf der Oberseite sitzt ein Operationsverstärker, der deren Signal verstärkt. Eigentlich hätte ich prüfen sollen, ob es einen CC-Modus gibt, aber ich habe keine elektronische Last, die die Spannung im benötigten Bereich stabilisieren und dabei etwa 550–600 W aufnehmen könnte.


Welcher der Optokoppler für den Schutz zuständig ist, fand ich relativ schnell heraus. Ich hätte ihn sogar einfach kurzschließen können, ohne dass sich etwas abgeschaltet hätte, aber „das ist nicht unsere Methode“. Zumal sich später herausstellte, dass über denselben Optokoppler auch der Überlastschutz läuft.

Jedenfalls habe ich zwei Rückkopplungskreise gefunden.
1. Oben ist der untere Widerstand des Teilers markiert, der für OVP zuständig ist. Daneben ist sogar Platz für einen zweiten.
2. Unten ist der untere Widerstand des Spannungsteilers der Rückkopplung.

Da sich die Spannung am einfachsten korrigieren lässt, indem man einen zusätzlichen Widerstand parallel schaltet, habe ich diese Methode gewählt. Um die Spannung zu erhöhen, muss also der Widerstand des unteren Teilerwiderstands verringert werden.

Auf der Platine gibt es mindestens vier TL431:
1. Rückkopplung des Hauptausgangs
2. Stromrückkopplung
3. OVP
4. 5-V-Rückkopplung

Das hat mich tatsächlich ziemlich verwirrt, besonders bei der Überlastschutzschaltung. Denn die komplette Schaltung sieht dort so aus: Shunt – Operationsverstärker – Transistor – Spannungsteiler – TL431 – Optokoppler. An denselben Optokoppler ist auch die OVP angeschlossen.


Mit ein paar einfachen Berechnungen habe ich die Werte für die Widerstände abgeschätzt, die parallel zu den vorhandenen geschaltet werden müssen. Für die Spannungsrückkopplung kam ich auf 20 kΩ, für die OVP auf etwa 7 kΩ. Einen 7-kΩ-Widerstand hatte ich aber gerade nicht zur Hand, also habe ich 9,1 kΩ eingesetzt.

Damit löste die OVP bei einer Spannung über 62,7 V aus. Parallel zum 9,1-kΩ-Widerstand habe ich noch einen 33-kΩ-Widerstand geschaltet, womit ich auf 64,32 V kam.


Das schien mir aber immer noch zu wenig. Deshalb habe ich den 33-kΩ-Widerstand, der parallel zum zuvor eingebauten 9,1-kΩ-Widerstand lag, durch einen 20-kΩ-Widerstand ersetzt (insgesamt 6,25 kΩ) und konnte das Netzteil auf eine Ausgangsspannung von 65 V einstellen. Davon würde ich allerdings abraten.


Obwohl ich sorgfältig gearbeitet habe, habe ich währenddessen versehentlich mit der Messspitze den Netzteilausgang mit dem Lüfteranschluss kurzgeschlossen. Zum Glück wurde nur der Anschluss selbst beschädigt.


Über den Wandler und das Gehäuse habe ich schon einmal berichtet, jetzt ist es aber an der Zeit, alles zusammenzubauen.
1, 2. Für den Einbau des Netzteils gibt es nur zwei Möglichkeiten: Das Chassis zeigt zum Wandler hin oder von ihm weg. Ich habe die erste Variante gewählt, weil es dann als Abschirmung dient und außerdem die Kühlung besser wird.
3, 4. Am schwierigsten war es, den Netzanschluss einzubauen. Ich wollte ihn senkrecht anstelle der Klemmen montieren, aber dann wäre er dem Netzteil im Weg gewesen.


Eine zusätzliche Isolierung ist sehr wichtig. Das Problem bei diesem Netzteil ist, dass die Bauteile auf der „heißen“ Seite nahe am Platinenrand sitzen. Wenn man das Netzteil wie geplant einbaut, befinden sie sich ganz dicht am Gehäuse.
Fast dasselbe gilt für die obere Stirnseite der Platine.

Zur Isolierung habe ich Kunststoff verwendet, wie man ihn in den Verpackungen verschiedener Produkte findet.


Damit wäre es eigentlich fast geschafft. Es fehlen nur noch der Lüfter und seine Steuerplatine. Der Lüfter ist allerdings noch unterwegs, und ohne ihn ergibt die Platine keinen Sinn. Davon erzähle ich ein anderes Mal.


Einschalten, prüfen – alles funktioniert :)
Und an dieser Stelle möchte ich noch etwas Wichtiges einschieben:
Natürlich erfolgen alle Umbauten auf eigene Gefahr. Außerdem möchte ich darauf hinweisen, dass ich die Spannung gegenüber dem ursprünglichen Wert um 20 % erhöht habe. Das ist SEHR viel, und ich plane, sie wieder auf etwa 60 V zu senken (+10 % gegenüber dem ursprünglichen Wert).
Der Punkt ist: +10 % verkraften Netzteile normalerweise problemlos, bei +15 % wird es schon schwieriger, und +20 % sind wirklich zu viel – da sollte man besser kein Risiko eingehen.


Was bleibt als Fazit? Mir persönlich gefällt das Netzteil, vor allem wegen der hohen Leistung bei kompakter Baugröße, des hohen Wirkungsgrads, der akzeptablen Restwelligkeit und seines insgesamt guten Verhaltens.
Weniger gut gefallen mir der sehr kleine Einstellbereich der Ausgangsspannung und – zumindest meiner Meinung nach – die recht hohe Erwärmung des Transformators. Aber das ist schon Jammern auf hohem Niveau.

Wenn der Preis für euch passt, kann ich es empfehlen. Ihr werdet es nicht bereuen – eine kompaktere fertige Lösung für die Stromversorgung ist schwer zu finden.

Das war’s von mir. Ich hoffe, die Informationen waren hilfreich.