Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Template Schaltnetzteil Schematic


von Ralf J. (errjott)


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Guten Tag,

nachdem ich hier viele Threads zum Thema Schaltnetzteil gelesen habe, 
bekam ich den Eindruck, dass jeder, der hier Fragen zum Bau eines SMPS 
stellt, ein Streichholz an die Zündschnur eines Pulverfasses hält. Daher 
versuche ich mein Anliegen einmal sehr vorsichtig zu formulieren:

Ich repariere schon etwas länger Schaltnetzteile für "sehr antike" 
Rechner, und hin und wieder ist auch mal ein kompletter Neubau fällig, 
weil die Komponenten längst nicht mehr verfügbar sind. Wann immer 
möglich greife ich auf Fertiggeräte zurück, oder stückele sie aus 
kleinen Meanwell o.ä. Frames zusammen. Manchmal ist das aber nicht 
möglich, weil die Platinenform scheinbar von einem "Mad Architect" 
entworfen worden ist, mit vielen Ecken und Winkeln: Function follows 
form.

Was ich mich aber frage ist: Existiert hier vielleicht bekannterweise 
ein Schaltplan für ein SMPS für etwa 80 Watt, Eingangsspannungen von 
90-250V und einigermaßen konstanter Last, sodass man quasi "nur noch" 
den Übertrager und den Sekundärteil an seine gewünschten Spannungen 
anpassen muss? Kurzschluss- und Leerlaufsicherungen wären schön, sind 
aber kein Muss, weil Festeinbau. Auch der Verzicht auf 
Spezial-Controller, die man nur in Hintertupfingen gegen seinen 
Erstgeborenen bekommt, wäre wünschenswert.

Viele Grüße
RJ

von Peter D. (peda)


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Ralf J. schrieb:
> Ich repariere schon etwas länger Schaltnetzteile für "sehr antike"
> Rechner

Das dürfte eine sehr spezielle Nische sein, da kenne ich keine 
universelle Lösung.
Allgemein suche ich einfach ein Fertignetzteil entsprechender Leistung 
und setze es ein. Da ich industrielle Geräte entwickle, nehme ich eine 
24V Hauptspannung und schalte Stepdowns für andere Spannungen dahinter.

von Michael B. (laberkopp)


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Ralf J. schrieb:
> Existiert hier vielleicht bekannterweise ein Schaltplan für ein SMPS für
> etwa 80 Watt, Eingangsspannungen von 90-250V und einigermaßen konstanter
> Last, sodass man quasi "nur noch" den Übertrager und den Sekundärteil an
> seine gewünschten Spannungen anpassen muss?

80W liegt im Bereich der UC3842 Flyback-Wandler aber gerade eben über 
den 75W ab denen eine PFC power factor correction notwendig wird. Die 
Anforderung gab es bei den alten Netzteilen noch nicht, daher ist 
Reparieren sicher weniger aufwandig wie Neukonstruktion.

Eine Tabelle für den UC3842 über die gewünschte Ausgangsleistung welcher 
Kern, welcher MOSFET, welcher shunt, welcher primäre Siebelko und 
Eingangsfilter mit Sicherung und NTC passt, und dann einer Tabelle für 
welche Ausgangsspannung welche Windungsanzahl und Drahtstärke, welche 
Diode und Elko nötig sind, wäre eine sicher sinnvolle Fleissarbeit, 
macht aber bei mehreren Ausgangsspannungen in Kombination viel Arbeit.

Der Kern der Arbeit liegt aber in der Schleifenkompensation durch die 
kleinen Widerstände und Kondensatoren am TL431, für die man ein 
Bode-Diagramm und eine Spice-Simulation verwenden sollte, damit das 
Netzteil stabil regelt. Hier wäre ein vorgefertigtes Design-Tool Klasse, 
ich vermute Netzteilhersteller wie Friwo und Meanwell haben da was, 
geben es dir aber genau so wenig wie 50Hz Trafowickler dir ihre 
Kern/Windungstanellen geben sondern sie lieber mit ins Insolvenzgrab 
nehmen.

Ich hatte mal eine Seite mit einem UC3842 und einer Platine für 3 
Ausgangsspannungen und rudimentärer Dimensionierung, ohne 
Stabilitätsbetrachtungen, ich glaube für 60W, finds aber nicht mehr.

Chinesen haben es leichter für 1 Ausgangsspannung 
https://de.aliexpress.com/item/1005004870007076.html
Es gibt da noch den aber nicht hier 
https://www.aliexpress.com/i/33012340855.html

Also selber machen

https://www.ti.com/product/de-de/UC3842
https://www.ti.com/lit/pdf/slua143
https://www.ti.com/lit/pdf/slup224
https://bbs.21dianyuan.com/thread-126436-1-1.html

Aber alle ohne PFC, was den Aufwand quasi verdoppelt, aber die 
Anforderungen an den Flyback herunterschraubt, er arbeitet dann mit 
konstanter Eingangsspannung.

von Jörg B. (joergb2)


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Wenn man PFC haben will, dann nimmt man eben nicht den UC3842 o.ä. 
sondern den UC38051. Man kann damit nicht nur eine PFC-Stufe, sondern 
auch einen kompletten leistungsfaktorkorrigierten Sperrwandler für 
beliebige Spannungen machen. Macht man aber wirklich ein einstufiges 
Netzteil mit Leistungsfaktorkorrektur, dann braucht der Ausgang eine 
wirklich große Kapazität, so als würde man gleichgerichtete 50Hz glätten 
wollen.

von Monk (roehrmond)


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Ralf J. schrieb:
> Existiert hier vielleicht bekannterweise
> ein Schaltplan für ein SMPS für etwa 80 Watt...
> sodass man quasi "nur noch" den Übertrager und den Sekundärteil an seine
> gewünschten Spannungen anpassen muss?

Was nützt das, ohne den passenden Trafo? Dieses Kernbauteil ist nach 
meinem Kenntnisstand immer Anwendungsspezifisch, als nicht von der 
Stange als Standardprodukt zu kaufen.

Schaltpläne gibt es jedenfalls reichlich im Netz, in diversen 
Lehrbüchern (z.B. von Siemens) und in Datenblättern sowie Application 
Notes der Chiphersteller.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Steve van de Grens schrieb:
> Was nützt das, ohne den passenden Trafo? Dieses Kernbauteil ist nach
> meinem Kenntnisstand immer Anwendungsspezifisch, als nicht von der
> Stange als Standardprodukt zu kaufen.

In dem man ihn wickelt.

Ist ja bei einem Einzelstück keine unzumutbare Arbeit.

Kannst du das nicht ?

von Arno H. (arno_h)


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Von Coilcraft bis Würth gibt es fertige Wandler für verschiedene 
Topologien und einen weiten Leistungsbereich mit Applikationsschriften 
zu passenden ICs.

Arno

von Monk (roehrmond)


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Michael B. schrieb:
> Kannst du das nicht ?

Nee, ich kann das nicht.

von Max M. (Gast)


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Steve van de Grens schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Kannst du das nicht ?
>
> Nee, ich kann das nicht.

Lass dir keinen Scheiß erzählen.
Das ist auch nicht ganz gerade einfach für einen Schaltnetzteiltrafo.

Es gibt für fast alle Schaltnetzteilcontroller Eval Boards + 
Applikationsschriften in denen erschöpfend auf den Designprozess 
eingegangen wird.
Für vieles haben Firmen wie Würth, Coilcraft etc. bereits fertige Trafos 
im Angebot.

Bei 80W ohne besondere Anforderungen bietet sich immer ein Flyback an.
Die sind am einfachsten.

Aber was spricht gegen Rep?
Kaputt sind in 99% der Fälle Halbleiter und Elkos.
Beide lassen sich gut durch aktuelle Teile ersetzen.

von Ralf J. (errjott)


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> Aber was spricht gegen Rep?
> Kaputt sind in 99% der Fälle Halbleiter und Elkos.
> Beide lassen sich gut durch aktuelle Teile ersetzen.

Bei den Elkos gebe ich dir natürlich recht, aber was machst du mit einem 
vergossenen Dickfilm-Zeug, das wie folgt beschriftet ist:

SONY SH-B1 08AV1

und was die ganze Sache steuert? Da finde ich überhaupt nichts drüber. 
Dieses Schaltnetzteil kommt beispielsweise aus einer SUN SparcStation 
IPC. Steht SONY auf der Platine, Anschlusspläne habe ich bei Mitsubishi 
gefunden. Einen Leistungstransistor, wie beispielsweise den IRF BC40 
oder einen 78L12 bekommt man problemlos. Bei einer Sicherung, wie der 
"N50 H" wird's schon schwieriger.

Transformatoren (HF, NF, 50Hz) habe ich schon reichlich gewickelt, die 
Kerne bekommt man problemlos, das Zubehör (Spulenkörper, Öl-Papier, 
Draht) ebenfalls. Eine Wickelmaschine mit Zähler hilft dabei ungemein, 
saubere Lagen zu legen.

Ich habe, wann immer möglich, auch mit fertigen Netzteilen und 
anschließenden Step-Up / -Down Wandlern gearbeitet. Aber das kostet halt 
Platz, der meist nicht vorhanden ist. Ich habe auch schon fertige 
Netzteile mit einer einzigen Ausgangsspannung und passender Leistung 
zerlegt, und daraus ein Netzteil mit mehreren Ausgangsspannungen 
gemacht. Das bedeutet, ich habe den Trafo zerlegt und die 
Sekundärwicklung abgenommen. Dann neue Isolationslage und mehrere neue 
Sekundärwicklungen drauf, ebenfalls mit Zwischen-Isolationslagen. Es 
sind zwar mehr Spannungen, aber die gleiche Gesamtleistung, d.h. die 
Gesamtmenge an Draht im Sekundärsystem ist vergleichbar, passt also 
alles noch auf den Kern. Zweckmäßigerweise nehme ich dann meist 
Schaltnetzteile, die eine Spannung haben, die ich ohnehin brauche, 
sodass die Regelung dieselbe bleiben kann. Also aus einem Netzteil für 
5V 16A wird dann ein Netzteil 5V 9A, -12V 0,1A und 12V 1,5A.

Dann fehlen nur noch Gleichrichter und Filter für die weiteren 
Ausgangsspannungen.

Was ich eingangs wollte, war quasi so eine Primärseite aus der Schublade 
(gerne auch umschaltbar von 110 auf 230V, damit es einfacher wird), und 
customizable Sekundärseite. Die Leistungsklasse ist meist immer so um 70 
bis 80W, die Spannungen, nun ja, ich habe vor einem Jahr hier eine voll 
transistorisierte Antiquität gehabt, die -13V, -5V, +7V und +33V haben 
wollte. Da konnte ich aber tatsächlich beide Leistungstransistoren 
auswechseln und das Ding lief wieder. Glück gehabt. NB: Das Ding hatte 
nur kleine Elkos im Ausgang, aber reichlich dicke Spulen. Jetzt warte 
ich nur noch drauf, bis mir der erste hier ein Schaltnetzteil mit Röhren 
anschleppt.

Hennes

von Max M. (Gast)


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Ralf J. schrieb:
> Was ich eingangs wollte, war quasi so eine Primärseite aus der Schublade
> (gerne auch umschaltbar von 110 auf 230V, damit es einfacher wird), und
> customizable Sekundärseite.

Das gibt Dir jedes Flyback Design mit mehreren Ausgangsspannungen.
Nur eine davon stellt den feedback für die primärseitige Regelung.
Durch Manipulation des Spannungsteilers am TL431 kannst Du die 
Ausgangsspannung in weitenen Grenzen bereits mit dem Originalkern 
anpassen.
Alle aus dem Wicklungsverhältniss abgeleiteten Spannungen ändern sich 
natürlich mit.

Appnotes gibt es reichlich für das grundlegende Design.

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