24-Volt-3-Ampere-Netzteil

Viele meiner Leser wissen, wie gern ich Netzteile teste – wahrscheinlich ist das mein Lieblingsthema. Heute fällt der Test allerdings etwas anders aus als sonst: Er wird kurz, und dafür gibt es gute Gründe.
Wer sich für Schaltnetzteile interessiert, ist herzlich eingeladen weiterzulesen.


Dieses Netzteil hatte ich schon vor längerer Zeit bestellt und inzwischen sogar vergessen. Ich dachte, es sei einfach nicht mehr lieferbar – was im Grunde auch stimmte: Auf der Produktseite stand „Sold out“. Trotzdem fand der Händler irgendwo im Lager noch ein Exemplar (vermutlich das letzte) und schickte es mir zu.
Das Netzteil stammt aus der B-Ware, wurde also früher irgendwo verwendet und war wahrscheinlich in einem Gehäuse verbaut. Jetzt wird es allerdings als Platine verkauft.

Ich war jedenfalls ziemlich überrascht, als das Paket unerwartet ankam und ich es auspackte – ich dachte, es wäre etwas anderes. Im Paket steckte das Netzteil, „Banggood-typisch“ in weißes Schaumstoffband eingewickelt und in einen Beutel gepackt.


Bestellt hatte ich es wegen des niedrigen Preises und der recht ordentlichen technischen Daten. Damit eignet es sich für den Einsatz in Lötstationen, die ungefähr solche Werte benötigen – vielleicht etwas mehr Strom, aber ich hatte mit der Reserve gerechnet, die Marken-Netzteile üblicherweise mitbringen. Ich dachte, das könnte für jemanden nützlich sein.
Ja, ich meine ausdrücklich Marken-Netzteile, denn solche Netzteile stammen oft aus demontierten Markengeräten.

An technischen Daten gab es eigentlich nur die Ausgangsspannung von 24 V und den Strom von 3 A. Dazu kamen noch die Abmessungen der Platine: 11.5 x 5 x 2.5cm.

Wie man sieht, ist das Netzteil fast vollständig mit einer Abschirmung aus Kupferfolie bedeckt. Auf der Produktseite des Händlers lässt sich deshalb kaum erkennen, was sich darin verbirgt.


Nach außen schauen nur der standardmäßige Netzeingang und einige Ausgangskondensatoren heraus. Was sich im Inneren befindet, bleibt ein Rätsel.


Auch die Unterseite ist abgeschirmt. Das ist durchaus gut, denn so gibt es weniger Störungen im Funkbereich.


Zuerst wollte ich die Abschirmung umklappen, wie man es manchmal bei Laptop-Netzteilen macht. Hier war es aber viel einfacher: Ich habe die Kupferlaschen an zwei Stellen abgelötet. Eine davon brach allerdings ab, statt sich ablöten zu lassen. Dann habe ich die Abschirmung einfach zur Seite geschoben.


Jetzt kann man sich das Ganze endlich in Ruhe ansehen. Nach der ersten Begutachtung war mein Urteil: nicht schlecht, wirklich nicht schlecht.


Dieses „nicht schlecht“ bezog sich besonders auf den Eingangsfilter. Den könnte man glatt in Lehrbüchern zeigen – so macht man es richtig.
Der Netzfilter enthält alle Elemente eines ordentlichen Filters:
1. Sicherung
2. Thermistor
3. 2 X-Kondensatoren
4. 2 Y-Kondensatoren
5. 2 Gleichtaktdrosseln
6. Varistor
7. Entladewiderstände für die X-Kondensatoren

Einfach hervorragend, da gibt es nichts hinzuzufügen.

Wie ich oft schreibe, lässt sich am Eingangsfilter erkennen, wie sorgfältig der Hersteller arbeitet. Denn genau diesen Filter „streichen“ Hersteller als Erstes, wenn sie sparen wollen. Hier wurde aber an nichts gespart.


Man könnte natürlich das Fehlen einer Leistungsfaktorkorrektur bemängeln. Im Grunde ist sie hier aber nicht zwingend erforderlich und auch nicht nötig. Außerdem hätte sie hier ohnehin keinen Platz gehabt.

Am Eingang sitzt ein Kondensator mit 120 µF. Für die angegebenen 72 W ist das bei einer Versorgung mit 220–230 V mehr als ausreichend und reicht grundsätzlich sogar für eine Eingangsspannung von 100–115 V. Die tatsächliche Kapazität des Kondensators betrug 105 µF, der ESR 0.73 Ω bei 100 Hz und 0.5 Ω bei 1 kHz.
Der Versorgungskondensator des PWM-Controllers hat 47 µF und 50 V. Die tatsächliche Kapazität beträgt 45 µF, der ESR 2.27 Ω bei 100 Hz und 0.92 Ω bei 1 kHz.

Die Messwerte zeigen, dass das Netzteil gebraucht ist, aber alles noch im normalen Bereich liegt. Gemessen wurde allerdings, ohne die Bauteile auszulöten, daher ist eine kleine Messabweichung möglich.

Der Hochspannungstransistor sitzt auf einem Kühlkörper, der zusätzlich mit zwei Anschlüssen an die Platine gelötet ist. Da er teilweise in den Sekundärbereich des Netzteils hineinragt, ist er mit Klebeband isoliert.


Zwischen Primär- und Sekundärseite sitzt ein Y-Kondensator zur Entstörung (links vom Transformator). Die Rückkopplung erfolgt über einen Optokoppler – alles sehr vertraut und ganz üblich.
Der Transformator hat Außenmaße von 27.5kh20kh20mm, was für die angegebenen 70 W recht ordentlich ist. Außerdem sind auf und neben dem Transformator Stücke aus wärmeleitendem Gummi zu sehen. Sie lagen zwischen Transformator und Kupfergehäuse und leiteten einen Teil der Wärme an das Kupfer ab. Auch das ist eine sinnvolle Lösung, denn eine Überhitzung des Kerns kann unangenehme Folgen haben.

Am Ausgang sitzt eine Diodenbaugruppe, daneben ist aber Platz für eine zweite. Wahrscheinlich ist die Platine universell ausgelegt und es gibt in der Produktreihe auch Netzteile mit niedrigerer Spannung, aber höherem Strom. Der Kühlkörper ist hier neben den Anschlüssen der Diodenbaugruppe an einem weiteren Punkt befestigt und ebenfalls mit Klebeband isoliert.

Hinter der Diodenbaugruppe sitzt ein Paar 470-µF-Kondensatoren mit 35 V, allerdings unterschiedlicher Bauart (das erkennt man an der Farbe). Dazu kommen eine Drossel zur Verringerung der Restwelligkeit und noch ein weiterer Kondensator mit etwa 100 µF. Einige Bauteile sind mit Dichtmasse vergossen. Ich habe sie nicht entfernt, weil ich darin keinen Sinn gesehen habe. Falls ich den Wert doch falsch abgelesen habe, dann nur geringfügig. Die Gesamtkapazität des Ausgangsfilters beträgt etwa 1000 µF. Auch die Spannungsfestigkeit der Kondensatoren passt: In einem Netzteil mit 24 V Ausgangsspannung werden üblicherweise Kondensatoren mit 35 V Spannungsfestigkeit verbaut.
Dass unterschiedliche Kondensatortypen verbaut sind, ist völlig normal, das habe ich schon öfter gesehen. Außerdem waren sie von Anfang an so bestückt; Spuren fremder Lötarbeiten auf der Platine sind nicht zu erkennen.

Außerdem gibt es auf der Platine eine Betriebs-LED. Sie ist über einen 23-kΩ-Widerstand angeschlossen und leuchtet kaum sichtbar.


Auch an der Platine gibt es nichts auszusetzen. Insgesamt ist alles gewohnt und in Ordnung, kleinere Bauteile sind zusätzlich mit Kleber fixiert. Auf der Platine gibt es allerdings unbestückte Stellen im Sekundärteil.
Die Widerstände in den Hochspannungskreisen sind zur Erhöhung der Zuverlässigkeit und Sicherheit jeweils zu dritt in Reihe geschaltet. Normale Widerstände der Baugröße 1206 sind nämlich nur für Spannungen bis 200 V ausgelegt. Da in diesem Stromkreis bis zu 400 V anliegen können, werden jeweils drei davon verbaut.


Dieses Netzteil ist ein eintaktiger Sperrwandler, der von einem PWM-Controller mit externem Leistungstransistor gesteuert wird. Der PWM-Controller ist ein NCP1200D60R2. Laut Datenblatt ist bereits ein Übertemperaturschutz integriert, der das Netzteil bei Temperaturen über 140 °C abschaltet.
Der Ausgangsteil des Netzteils enthält nichts Ungewöhnliches: einen gewöhnlichen einstellbaren TL431 als Referenz im Rückkopplungskreis und den Ausgangsfilter. Außerdem ist ein Platz für einen TL431 in einem anderen Gehäuse vorgesehen.



Normalerweise zeichne ich als Nächstes den Schaltplan des Netzteils nach. In diesem Fall ist das aus mehreren Gründen sinnlos:
1. Schaltungstechnisch ist es wirklich „Standard“.
2. Es ist nicht mehr erhältlich.
3. Den dritten Grund findet ihr am Ende.

Kommen wir also zu den Tests. Dafür habe ich Folgendes verwendet:
1. Elektronische Last, 150 W
2. Multimeter
3. Oszilloskop
4. Wärmebildkamera



Der Eingangstastkopf war über den erforderlichen Filter angeschlossen, der aus zwei Kondensatoren besteht: einem Keramikkondensator mit 0,1 µF und einem Elektrolytkondensator mit 1 µF. Über diese Anschlussmethode habe ich schon einmal in einem meiner Tests berichtet.
Die Anschlussleitungen von Multimeter und Last waren ebenfalls getrennt, damit der Spannungsabfall an den Leitungen das Ergebnis nicht beeinflusst.


Die Testergebnisse haben mich allerdings etwas ernüchtert, besonders nach der äußeren Begutachtung.
1. Im Leerlauf lieferte das Netzteil 24,25 V, was völlig in Ordnung ist.
2, 3. Bei einem Laststrom von 1 und 2 A sank die Spannung etwas, was im Grunde ebenfalls noch akzeptabel ist.
4. Bei einem Laststrom von 3 A sank die Spannung jedoch deutlich auf 21,5 V. Bei einem Netzteil, das für diesen Strom ausgelegt ist, sollte das eigentlich nicht passieren.
5, 6. Durch Versuche habe ich festgestellt, dass 3,35 A der maximale Strom dieses Netzteils sind. Dabei liefert es am Ausgang etwa 17,7 V beziehungsweise 60 W. Erhöht man den Laststrom weiter, geht das Netzteil bereits bei 3,39 A mit zyklischen Neustarts in den Schutzmodus.
Nach der Begutachtung hatte ich zunächst geschätzt, dass dieses Netzteil mindestens etwa 4 A liefern könnte. Die Realität fiel dann doch deutlich ernüchternder aus.


Auch hier habe ich durch Versuche ermittelt, dass der tatsächlich nutzbare Maximalstrom dieses Netzteils 2,75 A beträgt. Danach beginnt die Ausgangsspannung stark abzufallen; die Ausgangsleistung liegt dabei bei 66,5 W. Bis zu diesem Strom bleibt die Spannung stabil.
Eine kurze Erklärung dazu: Ein wirklich gut ausgelegter Überlastschutz funktioniert etwas anders. Das Netzteil hält die Spannung bis zum Erreichen des Schutzschwellwerts stabil und schaltet danach einfach den Ausgang ab, manchmal sogar mit verriegelndem Schutz. Dass das Netzteil vor dem Abschalten die Spannung von 24 auf 17 V absenkt, ist eher typisch für billige Netzteile.

Auf dem Foto ist zu sehen, dass ich am Ausgang des Netzteils einen zusätzlichen Kondensator angelötet habe. Ich wollte damit ein kleines Experiment machen und die Ausgangskapazität etwas erhöhen. Es hat aber nichts gebracht, also habe ich ihn einfach dran gelassen.


Oszillogramme der Restwelligkeit:
1. Ohne Last
2. 1 A
3. 2 A
4. 3 A.

Interessant ist, dass die Spitze-Spitze-Amplitude der Restwelligkeit kaum vom Laststrom abhängt: Sie beträgt bei 1 A etwa 40 mV und bei 3 A 50 mV.


Während der Tests habe ich auch den Wirkungsgrad gemessen. Er betrug:
1. Im Leerlauf liegt die Leistungsaufnahme bei etwa 1,2–1,4 W.
2. 84,6 % bei 1 A
3. 86,4 % bei 2 A
4. 85,6 % bei 3 A.

In dieser Hinsicht ist das Ergebnis durchschnittlich: Es geht besser, aber auch schlechter.


Während des Tests habe ich auch die Erwärmung geprüft. Das Ergebnis bestätigt ebenfalls, dass 66 W die maximale Leistung dieses Netzteils sind. Zuerst habe ich das Netzteil etwa 20 Minuten lang belastet, danach noch einmal rund 15 Minuten. Das heißeste Bauteil ist der Transformator, dessen Temperatur auf 80–85 °C stieg. Eine ähnlich hohe Temperatur erreichte auch der Hochspannungstransistor. Dabei war das Netzteil nicht nur nicht in einem Gehäuse, sondern sogar ohne Abdeckung. In einem geschlossenen, kompakten Gehäuse wäre die Temperatur wahrscheinlich auf über 100 °C gestiegen.


Nur zum Vergleich: die Abmessungen der drei Netzteile:
1. MeanWell EPS-65S-24 – dauerhaft 65 W, kurzzeitig 90 W.
2. MeanWell RPS-120-27 – dauerhaft 120 W, kurzzeitig 135 W.
3. Das hier getestete Modell.


Das war im Grunde schon der ganze Testbericht, mehr gibt es nicht zu zeigen. Jetzt versuche ich, ein paar Schlussfolgerungen zu ziehen.
1. Das Netzteil ist höchstwahrscheinlich tatsächlich ein Markenprodukt.
2. Der Eingangsfilter ist schlichtweg hervorragend.
3. Bei der Gesamtkonstruktion würde ich ein „gut“ vergeben – bis „sehr gut“ ist es noch ein gutes Stück.
4. Die angegebenen technischen Daten sind eindeutig übertrieben.

Unterm Strich haben wir hier ein ordentliches Netzteil mit einer tatsächlichen Leistung von etwa 50 W. Ich kann mir vorstellen, dass auf dem Gehäuse so etwas wie „24 V, 2,1 A“ stand. Netzteile mit solchen „krummen“ Leistungsangaben liegen oft Markenprodukten bei.

Dass mir das Netzteil gefällt, kann ich nicht sagen: 50 W Dauerleistung und höchstens 66 W kurzzeitig sind bei dieser Größe etwas wenig. Ganz schlechtreden möchte ich es aber auch nicht, denn es funktioniert immerhin und hat einen Kurzschluss- und Überlastschutz sowie einen ordentlichen Eingangsfilter und recht hochwertige Bauteile. Auf jeden Fall würde ich mir nach diesem Testbericht so ein Netzteil wohl kaum kaufen – zumindest nicht zu diesem Preis. Auch deshalb hatte ich keine Lust, den Schaltplan dieses Netzteils abzuzeichnen.
Übrigens wäre dieses Netzteil für eine Lötstation mit einem T12-Lötkolben durchaus geeignet. Man müsste nur den Wert des Strommess-Shunts etwas verringern. Die Dauerleistung ist dort nicht besonders hoch, und qualitativ ist das Netzteil besser als das bekannte „Volksnetzteil“.


Das war’s. Wie immer freue ich mich über Fragen und hoffe, dass der Testbericht, wenn schon nicht interessant, dann wenigstens nützlich war.