Labornetzgerät 28V/4A

Labornetzgerät Frontansicht

Es war längst überfällig, das Labornetzgerät aus den 1970er Jahren durch etwas Gescheites zu ersetzen. Die dort verbauten Selengleichrichter mit imposanten Kühlblechen, Relikte aus dem Vorgänger aus den 1960er Jahren, hatte die Zeit nun doch überrollt. Einzig der damals selbst gewickelte 120W-Trafo mit zwanzig Anzapfungen und der zugehörige Leistungsdrehschalter von Preh verdienten eine neue Chance. Idee war damals, dem Längsregler mit zweimal 2N3055 nur die jeweils benötigte Verlustleistung zuzumuten.

Labornetzgeräte hat ELV immer wieder in allen möglichen Varianten mit vielversprechenden Leistungsdaten veröffentlicht. Vom Grundprinzip - Spannungs- und Stromregelung mit OpAmps - waren sie sich alle ähnlich. Die Entwickler haben sich von Fall zu Fall bei der Beschaltung der OpAmps regelrecht ausgetobt, was die Schwingungsunterdrückung mit Kondensatoren in der Gegenkopplung und befürchtete HF-Einstreuungen angeht. Einen mit Verlaub schäbigen Marketing-Gag haben sie sich auch noch einfallen lassen mit den ELV-eigenen Dioden DX400 und den PTC-Sensoren SAX965 zu entsprechend saftigen Preisen.

  • Die DX400 ist offensichtlich eine BAS33, die sich durch einen extrem niedrigen Sperrstrom in der Gegend von 1nA auszeichnet. Wozu, werden doch in den betreffenden Schaltungen drei von ihnen in Durchlassrichtung betrieben? Die Durchlassspannung (Forward Voltage) ist nach Datenblatt etwas höher als z.B. bei der 1N4148. Es gibt aber auch Beispiele, die ohne diese ominösen Dinger auskommen.
  • Der SAX965 ist nichts anderes als der überall erhältliche Temperatursensor  KTY81-121 mit einem 25°C-Widerstand von 1kΩ, was sich unschwer aus der Schaltung der Temperatur-messbrücke ablesen lässt.

Nachdem das geklärt war, wurde das "Leistungsoptimierte Labornetzgerät" aus dem ELV-Journal 1/95 [1] in die engere Wahl gezogen. Das kommt ohne die DX400 und ohne den ganzen Abblockzirkus mit Kondensatoren an jedem OpAmp-Pin aus.

Leistungsdaten nach [1]:

  • Strom und Spannung stufenlos regelbar von 0 bis Maximalwert
  • Ausgang kurzschlussfest
  • Übertemperatursicherung des Längsreglers
  • Brummen und Rauschen Spannungskonstanter: < 1mVeff
  • Brummen und Rauschen Stromkonstanter: < 0,1%
  • Innenwiderstand Spannungskonstanter: 5mΩ.

Mit dem Scope bestätigt werden kann der Brumm- und Rauschpegel: deutlich kleiner als 1mVpp. Das soll ein Schaltnetzteil mal nachmachen.

Mit dem in Abschnitt 1 gezeigten Längsregler mit vier TIP142 ist das Netzgerät in einem weiten Bereich konfigurierbar. Bis zu 90 VA sollten mit entsprechenden Transformatoren und ausreichender Kühlung erreichbar sein, also z.B. 15V/6A oder 30V/3A. Hinweise werden nachfolgend gegeben.

Die hier gezeigte Realisierung eines Labornetzgerätes ist, bedingt durch den gedrängten Aufbau und die hierzu notwendige Stückelung der Elektronik in mehrere Platinen mit dem zugehörigen Kabelsalat, nicht unbedingt für einen unbesehenen Nachbau gedacht. Die Elektronik funktioniert gut. Mit mehr Platz im Gehäuse gibt es aber sicher elegantere Möglichkeiten des Platinenlayouts mit weniger Drahtverhau. So kann man es machen, muss man aber nicht. Dennoch, für Unverzagte stehen die Prints im Download zur Verfügung.

 

Referenzen
[1]  ELV Journal 1/1995, Leistungsoptimierte Labornetzgeräte