Universal Schaltnetzteil (SNTU)

Schaltnetzteile sind oft für einen größeren Eingangs-Spannungsbereich konzipiert. 100 bis 250V oder 80 bis 250V sind im Handel. Mein Bestreben war, einen extrem großen Spannungsbereich zu ermöglichen. 12V bis 230V Gleich- oder Wechselstrom, polaritätsunabhängig und ohne Umschaltung sollte eine stabile Ausgangsspannung potentialfrei zur Verfügung stehen.

Das beschriebene Netzgerät liefert bei einer Eingangsspannung von 12 bis 230Vacdc eine stabile Ausgangsspannung von 6,5V, max. 0,3A. Diese Werte wurden gewählt, weil ein passender Ferrittrafo vorhanden war. Der Wirkungsgrad liegt je nach Eingangsspannung zwischen 70 und 85% bei Volllast.

Funktion: Das SNT wird mit einer variablen Frequenz betrieben. Bei kleiner Eingangsspannung ist die Frequenz nieder, ca. 1 bis 2kHz und steigt automatisch bei 230V bis zu 30kHz (T1). Dies ist notwendig, weil bei hoher Frequenz der induktive Widerstand des Trafos steigt. Die Stabilisierung der Ausgangsspannung erfolgt mittels Pulsweitenmodulation (PWM). Mit P2 wird bei 12V Eingangsspannung die Ausgangsspannung unter Volllast auf Nennwert gebracht, hier 6,3V. Weiters ist noch ein Sensorwiderstand Rs im Primärkreis des Trafos eingefügt. Hier kann mittels P3 der maximale Primärstrom eingestellt werden. Wird dieser überschritten, kippt T2 die Gatter ST5 und ST6 in Selbsthaltung, die PWM wird auf 0% gesetzt und damit der BUZ gesperrt. Die Sperre kann nur durch ausschalten der Steuerspannung aufgehoben werden. Der 4,7µF-Elko ermöglicht einen Sanftanlauf, indem er beim Einschalten des Gerätes die PWM von 0% hochlaufen lässt.

Das Ganze mag sensationell klingen, aber wo Licht ist, ist auch Schatten. Die Steuerspannung wird von einem 9V-Block geliefert. Dies ist zu verkraften, weil der Strom für die Steuerung nicht mehr als ca. 2mA beträgt. Ich habe keinen Weg gefunden, die Steuerspannung aus dem extrem großen Eingangsspannungsbereich wirtschaftlich zu generieren. Der große Frequenzbereich bringt den Nachteil, dass die Schaltung kaum wirkungsvoll entstört werden kann. Der Schutz des BUZ gegen Induktionsspitzen ist noch nicht befriedigend gelöst.

g.heigl, November 2007