12-V-Netzteile mit 0,5 (1) A

Viele Leser wissen, wie gern ich Netzteile teste. Und wie es der Zufall wollte, bin ich an eine gewisse Anzahl dieser Geräte gekommen. Der Grund: Vor nicht allzu langer Zeit sind in einem bekannten Shop verschiedene Netzteile „aus demontierten Geräten“ aufgetaucht. Über eines davon berichte ich heute.


Schon letztes Jahr schrieb ich in den Kommentaren, dass es bald Tests zu verschiedenen Netzteilen geben würde. Gemeint waren genau diese Netzteile. Ich habe mehrere Varianten bestellt: drei kleine gebrauchte und ein neues, ziemlich leistungsstarkes. Ich stelle sie der Reihe nach vor und beginne deshalb mit dem kleinsten.
Da ich Netzteile häufig verwende, habe ich gleich ein Dreierlos bestellt. Es gibt aber auch Lose mit 1, 5 und 10 Stück. Dieses Netzteil wird keine Ausnahme sein und in einem der Tests zum Einsatz kommen, die ich in absehbarer Zeit vorbereiten möchte.

Die Netzteile werden jeweils einzeln in großen Beuteln geliefert und nicht alle drei zusammen in einem Beutel, wie ich zunächst dachte. Tatsächlich wird im Lager also einfach vermerkt, wie viele Artikel in den Warenkorb gelegt werden sollen.
An der Verpackung gab es nichts auszusetzen, alles war reichlich in Schaumstofffolie eingewickelt.


In der Überschrift habe ich 0,5 (1) A angegeben. Im Laufe des Tests erkläre ich, was das bedeutet.
Auf der Produktseite stand: 12 V, 1 A, was ziemlich eindeutig ist. Außerdem stand dort, dass die Netzteile „disassemble“ sind, also nicht neu, sondern irgendwo ausgebaut. Meine Erfahrung zeigt, dass solche Netzteile oft eine bessere Verarbeitungs- und Schaltungsqualität haben als neue.


Die Netzteile sind recht kompakt; die tatsächlichen Abmessungen betragen ungefähr 57x35x19 mm.


Die Platine ist recht dicht bestückt und teilweise mit Silikon vergossen, das ich an einigen Stellen später abschneiden musste.
Da die Platine gebraucht ist, sind abgeschnittene Drähte zu sehen.


Die Platinen haben unterschiedliche Hartpapierfarben und wurden auch zu verschiedenen Zeiten gefertigt, aber alle drei stammen aus dem Zeitraum 2007–2008.


Auf den Platinen fand sich außerdem die Modellbezeichnung 3A-064WU12, anhand derer ich die tatsächlichen technischen Daten herausfinden konnte.
12 V, 0,5 A, 6 W, Wirkungsgrad bei 115 V: 74 %. Dort ist auch der Hersteller angegeben: Eng Electric Co., LTD. Es handelt sich also durchaus um Marken-Netzteile.


Auf der Produktseite wird der Strom von 0,5 A ebenfalls erwähnt, allerdings eher beiläufig. Ich vermute, gemeint ist: 0,5 A Nennstrom, 1,0 A kurzzeitig. In jedem Fall gehören solche Angaben in den Abschnitt mit den technischen Daten und nicht in den Produktnamen.


Gut, zurück zu unseren Netzteilen.
1. Am Eingang sitzt eine Sicherung für 1 A. Die Sicherung ist träge (T steht für „träge“), was am impulsartigen Strom beim Einschalten des Netzteils liegt.
2. Am Eingang gibt es außerdem einen Varistor mit 7 mm Durchmesser, ausgelegt für eine Spitzenspannung von 470 V. Daneben ist ein X-Kondensator zur Entstörung mit 0,1 µF zu sehen.
3. Danach folgen eine Gleichtaktdrossel und ein Brückengleichrichter.
4. Primär- und Sekundärseite sind über einen Y-Kondensator mit 2,2 nF verbunden.
Im Großen und Ganzen könnte man dem Filter die Bestnote geben, wenn es nicht zwei Mängel gäbe:
1. Es gibt keinen Thermistor. Vielleicht ist er hier aber auch nicht besonders sinnvoll, da die Kapazität der Eingangskondensatoren nicht sehr hoch ist.
2. Parallel zum X-Kondensator fehlt ein Entladewiderstand. Ohne ihn kann das Netzteil „zwicken“, wenn man den Stecker aus der Steckdose zieht und gleich die Kontakte berührt.

Dafür gibt es einen Pluspunkt für den Hersteller, weil ein Entstörfilter und ein Varistor vorhanden sind.


1. Am Eingang des Netzteils sind zwei Kondensatoren mit jeweils 6,8 µF verbaut, zusammen also 13,6 µF. Für die angegebene Leistung von 6 W ist das völlig in Ordnung.
2. Die Kondensatoren sind aber nicht einfach parallelgeschaltet; zwischen ihnen liegt zusätzlich eine Drossel. Auf dem Foto ist die Farbcodierung nicht zu erkennen: Braun-Schwarz-Rot-Gold.
3. Gesteuert wird das Netzteil von einem recht bekannten PWM-Controller, dem VIPer-12A.
4. Neben dem Controller befindet sich der Kondensator für dessen Versorgung. Solche Kondensatoren können oft unbemerkt ausfallen und einem „das Leben schwer machen“, da sie äußerlich weiterhin in Ordnung aussehen. Bei einem gebrauchten Netzteil empfehle ich, sie als Erstes auszutauschen.


Das Silikon, mit dem die Platine vergossen ist, hat einen leichten Gelbstich. Zuerst dachte ich, das käme von der Erwärmung der Bauteile, aber die Farbe ist auch direkt neben Bauteilen gleich, die nicht warm werden.


Wie ich oben schon geschrieben habe, kommt ein PWM-Controller der VIPer-Serie zum Einsatz. Diese Familie integrierter PWM-Controller enthält im IC-Gehäuse nicht nur den PWM-Controller selbst, sondern auch einen Hochspannungstransistor sowie Schutzschaltungen gegen Überlast, Überhitzung und Überspannung.
Normalerweise verwende ich ähnliche Controller von einer anderen, nicht weniger bekannten Firma – Power Integrations. Die gefallen mir besser. Im Großen und Ganzen sind sie sich aber in vielerlei Hinsicht sehr ähnlich.
Laut Datenblatt beträgt die Leistung beim DIP-8-Gehäuse 13 W in einem engen Eingangsspannungsbereich (230 V) und 8 W im weiten Bereich (115–230 V). Da das Netzteil für 115–230 V ausgelegt ist, liegt die tatsächliche Leistung also bei höchstens 8 W.


Im Blockschaltbild sind der Ausgangstransistor und die Schutzschaltungen zu sehen. Im Prinzip könnte ich das alles ausführlicher erklären, aber meiner Meinung nach wäre das eher Stoff für einen eigenen Artikel.


Auf der Sekundärseite des Netzteils befinden sich:
1. Eine Schottky-Ausgangsdiode für 2 A, was ebenfalls auf einen maximalen Ausgangsstrom von höchstens 650–700 mA hindeutet. An einem Anschluss der Diode sitzt eine Ferritperle.
2. Es gibt zwei Ausgangskondensatoren mit 470 und 220 µF, wie auch bei den Eingangskondensatoren vom Hersteller Samxon. Ich würde sie nicht als hochwertige Kondensatoren bezeichnen, eher als Mittelklasse. Ursprünglich sind es OEM-Kondensatoren von Matsushita, die unter eigener Marke verkauft werden. Enttäuschend finde ich, dass sie nur für 16 V statt der bei dieser Spannung üblichen 25 V ausgelegt sind.
3. Zwischen den Kondensatoren ist Platz für eine Drossel zur Verringerung der Restwelligkeit, stattdessen wurde aber eine Drahtbrücke eingesetzt.
4. Die Regelung ist Standard: ein einstellbarer Shunt-Regler AZ431 (TL431-kompatibel) und ein Optokoppler EL817 (PC817-kompatibel).

An der Ausgangsschaltung gefallen mir zwei Dinge nicht:
1. Es fehlt eine Ausgangsdrossel.
2. Die Kondensatoren sind für 16 V statt 25 V ausgelegt.

Ansonsten ist alles recht ordentlich gemacht.


Die Lötqualität ist durchaus akzeptabel. Auf der Unterseite befinden sich die übrigen Bauteile sowie zwei Zenerdioden, auf die ich weiter unten eingehe.
Der Abstand zwischen Hoch- und Niederspannungsseite ist ausreichend. Schutzschlitze fehlen, aber da das Netzteil von Anfang an für den Einbau in ein geschlossenes Gehäuse vorgesehen war, ist diese Lösung vertretbar.


Die Schaltung des Netzteils ist im Grunde Standard und entspricht praktisch dem Datenblatt des PWM-Controllers. Als zusätzliche Kleinigkeiten, die für den Schutz der Last sehr nützlich sind, möchte ich zwei Zenerdioden erwähnen.
ZD1 – 14 V, parallel zum Ausgang geschaltet. Sie soll verhindern, dass die Ausgangsspannung über 14–14,5 V steigt.
ZD2 – 16 V, parallel zum Transistor des Optokopplers geschaltet. Sie soll die Ausgangsspannung begrenzen, falls die Rückkopplungsschaltung unterbrochen wird oder ausfällt.



In den Kommentaren wurde mir mehrmals geschrieben, dass ich die Messung der Restwelligkeit nicht ganz richtig angehe. Nun gut, ich habe mir das zu Herzen genommen und werde es diesmal und auch künftig etwas korrekter machen.

Bei meinen Messungen schließe ich den Tastkopf normalerweise auf die „falsche“, aber bequemere Weise an. Dabei wirkt die Masseleitung des Tastkopfs teilweise wie eine Antenne, fängt Störungen ein und verfälscht das Oszillogramm. Für eine grobe Einschätzung ist diese Methode durchaus brauchbar, korrekt ist sie aber tatsächlich nicht.
Das Bild unten stammt aus der Beschreibung der Testmethode für Netzteile.


Für korrekte Oszillogramme muss der Tastkopf ohne lange Leitungen direkt am Ausgang des Netzteils angeschlossen werden.


Wie auf dem Foto zu sehen ist, kann man den Oszilloskop-Tastkopf nicht nur über die Masseleitung mit Krokodilklemme anschließen, sondern auch direkt am Tastkopf selbst.
Mit „Stöcken und Schnüren“ habe ich mir eine Art Spezialtastkopf zum Prüfen von Netzteilen gebastelt. Am umständlichsten war der Anschluss am Mittelkontakt, weil er konisch geformt ist.
Parallel zum Eingang sind zwei Kondensatoren angeschlossen: ein Elektrolytkondensator mit 1 µF und 63 V sowie ein Keramikkondensator mit 0,1 µF.


Natürlich kann man das, was ich oben gezeigt habe, als Pfusch bezeichnen. Aber selbst ziemlich bekannte Firmen (Power Integrations zum Beispiel) scheuen sich nicht, etwas Ähnliches zu machen. Sie verwenden dafür allerdings einen Stecker, den ich nicht hatte :(.
Das Foto stammt aus der Anwendungsbeschreibung der PWM-Controller der TOP-Serie von Power Integrations; auch die Bauteilwerte habe ich von dort übernommen.


Der Oszilloskop-Tastkopf war direkt an den Ausgangskontakten des Netzteils angeschlossen, die Last an einem zusätzlich angelöteten Kabel.
Bei den Vorbereitungen habe ich das Oszillogramm im Leerlauf mit dem unter Last verglichen. Es gab keinen Unterschied.


Das Erste, was mich beim Einschalten überraschte, war die Ausgangsspannung: 12 V, mindestens auf zwei Nachkommastellen genau. Im Grunde ist das nicht wichtig; selbst wenn die Spannung im Bereich von 11,5–12,5 V läge, würde ich sagen, dass das in Ordnung ist. Trotzdem freut man sich darüber.
1. Leerlauf.
2. 0,25 A
3. 0,5 A
4. 0,75 A
5. 1 A
6. 1,2 A.

Man sieht, dass die Ausgangsspannung erst bei einem Laststrom von mehr als 0,75 A zu sinken begann – das ist eineinhalbmal so viel wie angegeben. Davor blieb die Spannung sehr genau konstant und sank pro 0,25 A Last um etwa 0,001 V.


Den Ripple würde ich nicht gerade als gering bezeichnen: Bei einem Nennstrom von 0,5 A betrug er 100 mV, lag aber selbst bei Überlast nicht über 140 mV.


Die Untersuchung hat gezeigt, dass der maximale Strom, bei dem das Netzteil die Ausgangsspannung stabil hält, 0,9 A beträgt. Und das bei einem nicht mehr neuen Netzteil und einem Ausgangsstrom, der fast doppelt so hoch ist wie der Nennstrom.


Außerdem wurde mir geschrieben, dass es falsch sei, Netzteile mit einer elektronischen Last zu testen. In diesem Fall bin ich mit dieser Schlussfolgerung nicht einverstanden, denn im linearen Betrieb sind die MOSFETs der Last im Grunde nichts anderes als Widerstände – allerdings mit Rückkopplung.
Wie dem auch sei, zum Vergleich habe ich das Verhalten des Netzteils mit einem gewöhnlichen 10-Ω-Widerstand als Last getestet (der gerade zur Hand war). Auf dem Foto sieht man, dass die Plusleitung der Last nicht angeschlossen ist.
Die Spannung ist natürlich eingebrochen, da der Strom eindeutig über dem berechneten Wert liegt.


Links das Oszillogramm bei 1 A Laststrom mit der elektronischen Last, rechts bei 1,08 A mit einem Widerstand als Last.
Ich würde nicht sagen, dass es einen grundlegenden Unterschied gibt.


Als Nächstes kommt der Temperaturtest. Dafür habe ich das Netzteil mit einem improvisierten „Gehäuse“ abgedeckt und nacheinander mit Strömen von 0,25 A bis 0,9 A belastet. Die 0,9 A habe ich gewählt, weil das Netzteil bei diesem Strom die Ausgangsspannung noch ordentlich hält. Jeder Test dauerte 20 Minuten, die Gesamtdauer betrug 1 Stunde und 20 Minuten.


Ich habe alle Daten in einer Tabelle zusammengefasst und dabei eine neue Spalte ergänzt: Jetzt sind die Spannungen zu Beginn (V1) und am Ende des Tests (V2) angegeben. So lässt sich die spannungsbedingte Veränderung durch die Erwärmung verfolgen.
Die Spannung wirkt zunächst vielleicht weniger stabil als im Test oben. Dort hatte ich jedoch direkt an den Kontakten des Netzteils gemessen, hier dagegen mit einem Stück Kabel dazwischen – daher der Unterschied. Ich kann aber sagen, dass die Ausgangsspannung praktisch nicht von der Temperatur abhängt.
Dafür hat sich gezeigt, dass das Netzteil bei einem Laststrom von 0,9 A nach etwa 5–7 Minuten die Ausgangsspannung senkte.


Die maximale Temperatur der Bauteile nach Abschluss des Tests lag beim Transformator bei etwa 100 °C und beim PWM-Controller bei 118 °C. Bei Strömen bis 0,75 A (dem 1,5-Fachen des Nennstroms) gibt es keine Überhitzung.


So sah die Begrenzung der Ausgangsleistung aus. Ich habe den Test mit dem bereits aufgewärmten Netzteil wiederholt, damit das Ergebnis besser zu sehen ist.
Start, nach 6 Minuten beginnt die Spannung allmählich zu sinken. Nach 20 Minuten habe ich den Deckel abgenommen, woraufhin die Spannung langsam wieder anstieg. Etwa 15 Minuten später musste ich mehrmals auf die Platine pusten, und die Spannung kehrte schnell zum Normalwert zurück.


Oben habe ich das Fehlen einer Ausgangsdrossel bemängelt und wollte diesen Mangel genauer untersuchen und zugleich vergleichen, wie sich das Ergebnis dadurch verändert.
Ich habe eine kleine selbstgebaute Drossel verwendet – einfach das, was gerade zur Hand war. Sie ist recht klein und mit 0,68-mm-Draht gewickelt.


Das Ergebnis spricht, wie man so sagt, für sich.
1, 2. Strom 0,5 A, links ohne Drossel, rechts mit Drossel.
3, 4. Strom 1,0 A.

Gleich vorweg: Die Drossel darf keine zu hohe Induktivität haben. Mit steigender Induktivität nimmt nämlich der Ripple am ersten Filterkondensator stark zu. Das ist sowohl für den Kondensator selbst als auch für die parallel dazu geschaltete Zenerdiode schädlich. Dann müsste man den Kondensator durch einen vergleichbaren mit einer Spannungsfestigkeit von 25 V ersetzen und die Zenerdiode an den Ausgang des Netzteils verlegen.


Das war's. Kurz gesagt: Die Netzteile haben zwar einige der im Test genannten Nachteile, sind insgesamt aber recht ordentlich und eignen sich für verschiedene Selbstbauprojekte, bei denen keine hohe Leistung benötigt wird (6–8 W). Es sind durchaus Marken-Netzteile von relativ guter Qualität.
Einzeln sind sie teurer. Wenn man welche kauft, dann also am besten im 3er- oder 5er-Pack.

Ich hoffe, der Test war hilfreich. Wie immer freue ich mich über Fragen in den Kommentaren.