Kleines Labornetzteil 150 W für 10 Eur

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Multi-kv
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Kleines Labornetzteil 150 W für 10 Eur

Beitrag von Multi-kv »

Hallo Leute,

wollte Euch ein akteulles Projekt für ein kleines handliches Labornetzteil nicht vorenthalten:
hatte einige alte Laptopnetzteile (90 W, 20 V bei 4,5 A) herumliegen und hatte überlegt daraus mal ein kleines geregeltes Netzteil zu bauen.
Habe 2 von diesen SNTs parallel geschaltet (das 2. ist wahlweise zuschaltbar bei größerer Last > 5 A) und habe vorher getestet, ob dies auch
sauber funktioniert, da das parallel schalten von SNTs ja nicht ganz ohne ist. Da beide leicht unterschiedliche Leerlaufspannungen (20,34 und 20,38 V)
liefern, speist bei kleier Last immer nur das "stärkere" bis die Spannung einbricht. Dann liefert automatisch auch das 2. Strom. Bei Überlast schalten
sie automatisch ab, liefern aber jeweils bis zu 5 A.
Um die Spannung am Ausgang regelbar zu machen, habe ich einen kleinen DC-DC-Buckconverter verwendet und zur vernünftigen Messung von Ausgangs-
spannung und -Strom noch ein digitales Volt-/Amp-Panelmeter spendiert.

Die verwendeten Teile findet ihr hier:
Buckconverter: http://www.ebay.de/itm/152294309853?_tr ... EBIDX%3AIT

Panelmeter: http://www.ebay.de/itm/271731598862?_tr ... EBIDX%3AIT

Das Panelmeter hält wirklich was es verspricht und ist sehr genau (Abweichung von 1 mV über den gesamten Spannungsbereich), der Strom entspricht
exakt den Messungen mit einem sehr genauen Fluke auf 3 Stellen hinter dem Komma.
Auch der Buckconverter hält was er verspricht, bis 5 A ohne extra Kühlung, mit 130 mm Lüfter macht er auch bis zu 7,5 A dauerhaft.
Es sollte ein kleines, leichtes und handliches Netzteil werden, so sieht es nun aus:

Bild

Bild

Bild

Bild

Das Material hat mich ca. 10 Eur gekostet + Schalter und Buchsen, die ich ohnehin auf Lager hatte.
Der 1. Schalter schaltet manuell das 2. SNT zu (um die Effizienz zu steigern), der 2. Schalter (2. stufig) schaltet den Lüfter zu (auf Stufe 1 bei 7,5 V - Speiesenetzteil
für das Panelmeter aus altem Steckernetzteil - auf Stufe 2 bei 12 V - aus der SNT-Ausgangsspannung über L78S12CV-Spannungsregler gewonnen). Die 2. Stufe wird erst
ab ca. 6,5 A benötigt ;-)
Die Ausgangsspannung ist bei kleineren Lasten sehr stabil, bei 8 A bricht die Spannung auf unter 18 V ein - was hier aber völlig o.k. ist.

Zum Buckconverter ist noch zu sagen, das ich mir als Poti hier doch sehr ein ordentliches Mehrgangpoti gewünscht hätte, da die Spannung eigentlich bis 40 V regelbar ist,
hat man hier also nur eine halbe Umdrehung zur Spannungseinstellung, was etwas dürftig ist. Die Kühlkörper hätten auch etwas größer dimensioniert sein können, dann wäre man
sicherlich bis 6 oder 6,5 A ohne aktive Kühlung ausgekommen. Aber was will man erwarten für 3 Eur ;-)

Beim nächsten Projekt würde ich ein besseres Mehrgangpoti einbauen und wohl auch die Kühlkörper austauschen :-)
Evtl. schalte ich dann 2 SNTs in Serie, so dass ich 0-40 V bei bis zu 5 A hätte - ob das ohne weiteres funktioniert muß ich aber erst testen...
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kilovolt
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Re: Kleines Labornetzteil 150 W für 10 Eur

Beitrag von kilovolt »

Hallo Multi-kv

das ist wikrlich cool! Unschlagbar günstig, der Buckkonverter, danke für den Tipp!
Ich würde dann wohl eher einen alten Ringkerntrafo, einen Gleichrichter und einen dicken Elko nehmen. Auf diese Weis ekann man schon sehr einfach ein kleines, leistungsfähiges Labornetzgerät bauen. Was mich noch interessieren würde wäre die Welligkeit bei einer hohen Last.

Es ist jedenfalls absolut erstaunlich, was man für knappe 3 Euro bekommt :shock: Bei uns hier wäre aleine schon der Kühlkörper teurer :)

Gruss kilovolt
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Re: Kleines Labornetzteil 150 W für 10 Eur

Beitrag von Multi-kv »

Hallo kilovolt,

Netzteile von der Sorte RK-Trafo, Gleichrichter + Elko habe ich ja schon mehrere gebaut - das ist technisch auch nach wie vor mein Favorit für größere Leistungen :-)
Da ich enige von diesen kleinen Laptop-SNTs angesammelt hatte, dachte ich mir, das wäre so mal eine sinnvolle Verwendung ;-)

Die Welligkeit bei höherer Last wollte ich noch messen - werde ich dann noch ergänzen.

Im Gegensatz zu der RKT - GLR - Elko - Variante, bricht die Spannung bei kleinerer Last aber nicht so deutlich ein (so bis 1 A ca. - müßte ich nochmal eine Meßreihe zu machen).
Bei großer Last bricht dann die Spannung schon etwas zusammen, aber nicht so stark wie bei der anderen Lösung, wo ja die Scheitelwerte bei den Elkos schnell "abgeschliffen" sind.
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gamerpaddy
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Re: Kleines Labornetzteil 150 W für 10 Eur

Beitrag von gamerpaddy »

Nice!

Für 1€ mehr hättest du sogar Konstantstrom funktionalität einbauen können.
http://www.ebay.com/itm/182419144526

Wie die chinesen auf solche preise kommen, kostenlosen versand anbieten und dennoch gewinn machen bleibt mir rätsel. egal, mir solls recht sein.
:wurst:
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Re: Kleines Labornetzteil 150 W für 10 Eur

Beitrag von Multi-kv »

Danke gamerpaddy, dieses Teil kannte ich auch noch nicht, durchaus interessant.
Auch wenn die Beschreibung manchmal Rätsel aufgibt:

"Turn Lamp Current: Constant current value*(0.1),turn lamp current connect with constant current value ,for example when the constant current is 3A, turn lamp current is set to constant current 0.1 time (0.1*3A=0.3A). When the constant current value is 2A, turm lamp current is set for constant current 0.1 time (0.1*2A=0.2A)
This version is fixed to 0.1 time (+-10%), Direction for charing or full." :?

Ich habe häufig dieses Teil genutzt, bietet auch CV und CC bis 5 A (realistisch bis 3 A) und hat integrierte Volt- und Amp-Panelmeter:
http://www.ebay.de/itm/5A-CC-CV-Adjusta ... 6016.l4276

Das nehme ich sogar zum Nachladen meiner Kfz-Batterie über ein Laptop-Netzteil und habe es so fest in der Garage an der Wand installiert :-)
Wird dann direkt an den Zigarettenanzünder angeschlossen ;-)
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Re: Kleines Labornetzteil 150 W für 10 Eur

Beitrag von Multi-kv »

Noch eine kleine Ergänzung zur Messung des Ripple unter Belastung.
Die obere rote Zahl ist die Ausgangsspannung des Converters, darunter in blau die Belastung in A:

Bild

Der Ripple liegt also etwa zwischen 8 und max. 30 mV, bei Belastungen bis zu 6 A.
Wenn die Ausgangsspannung nahe der Eingangsspannung liegt (also nur knapp darunter), dann ist der Ripple besonders klein und der Wandler am effizientesten.
Ich denke, das Ergebnis kann sich sehen lassen.

Zum Vergleich habe ich mal einen konventionellen Brückengleichrichter und eine 1. Glättung mit Elko (64 mF) hier durchgemessen.
Im 2. und 3. Schritt habe ich dann ein LC-Glied hinzugefügt mit unterschiedlichen Induktivitäten + 10 mF Elko. Als Induktor habe ich einfach einmal die Sekundärwicklung und im 3. Schritt die Primärwicklung eines 100VA Ringkerntrafos (230 --> 12 V) hergenommen. Die Induktivität der Sekundärwicklung trägt - wie erwartet - nicht allzu sehr zur Glättung bei, während die Primärwicklung einen sehr guten Dienst verrichtet. Allerdings wird die Primärwicklung bei 2 A schon deutlich überlastet!

Bild


P.S. : Ein sehr gutes Video wie man professionell den Ripple eines Labornetzteils messen kann:
https://www.youtube.com/watch?v=Edel3eduRj4&t=971s

Achtung bei electronic Loads : die Dinger generieren oft Noise ins Signal! Ein rein ohmscher Verbraucher ist da immer besser :-)
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kilovolt
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Re: Kleines Labornetzteil 150 W für 10 Eur

Beitrag von kilovolt »

Hallo Multi-kv

danke vielmals für die Messungen und die ganze Dokumentation. Dies ist mit erheblichem Arbeitsaufwand verbunden, deshalb schätze ich das sehr.

Es ist schon eine kleine Sensation, was diese fertig aufgebauten Buckconverter können im Verhältnis zu ihrem Preis :shock: Da kann ich immer wieder darüber staunen. Früher hat man für ein Labornetzgerät gut und gerne 200 oder 300 Franken bezahlt, heutzutage kann schon eine kleine, extrem kostengünstige Schaltung das alles bewerkstelligen. Klar, es mag vielleicht schon noch den einen oder anderen Unterschied geben zu einem professionellen Labornetzgerät und ein fertiges Labornetzgerät hat dann ja auch schon ein Gehäuse, Anzeigen, einen Trafo und ist halt fixfertig betriebsbereit. Dennoch finde ich es verblüffend, was man heute für wenige Euro reinziehen kann.

Wenn die Schaltungen so günstig sind, könnte man eigentlich gleich ein mehrkanaliges Speisegerät bauen. Ich frage mich immer wieder, wie der Chinese das alles hinkriegt zu den gegeben Preisen.

Ein herzlicher Gruss
kilovolt
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Re: Kleines Labornetzteil 150 W für 10 Eur

Beitrag von Multi-kv »

Hallo kilovolt,

das ist wohl wahr - ich bin auch immer wieder erstaunt!
Mich faszinieren diese Schaltnetzteile ohnehin sehr im Moment. Wie Du vielleicht beobachtet hast, bastle ich ja auch gerade an einem 6000 W (!!!) Server-SNT herum und das ganze Ding ist nicht viel größer als ein Schuhkarton und wiegt etwa 11 kg! Allein der Trafo eines konventionellen Netzteils in der Größenordnung würde wohl um die 40-50 kg wiegen. Und man bekommt dieses SNT (noch) für schlappe 30-40 Eur! Es liefert standardmässig 42 V bei bis zu fast 140 A. Mit recht einfachen Mitteln kann man es in einer Spanne von ca. 36 - 52 V variabel machen, darunter und darüber greifen die UVP bzw. die OVP. Zumindest die UVP würde ich gerne noch aushebeln... ;) :mrgreen:

Habe mich inzwischen auch etwas in LTspice eingearbeitet - je mehr man damit macht desto faszinierender ist es. Natürlich kann man damit nicht alle realen Verhältnisse wirklich abbilden aber um die prinzipiellen Zusammenhänge zu erlernen und zu erkunden ist es prima. Habe lange nicht ganz verstanden warum die Schottky-Diode in diesen SMPS (oder hier Buck-Converter) "falsch" herum eingebaut ist, also eigentlich in Sperrichtung. Über die Simulation habe ich es dann verstanden ;) :o

Hier ist ein ganz gutes Video dazu - falls es jemand interessiert:
https://www.youtube.com/watch?v=pGo8XlZ7U4s

Lieben Gruß aus dem verregneten Bensheim
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