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Ein kleines +/-15V-Netzteil für Elektronik-Experimente


Für Experimente mit Operationsverstärkern braucht man manchmal eine symmetrische Spannungsversorgung. Hier ist eine für den Selbstbau: klein und schnuckelig, ohne viel Schnörkel.

Das Schaltbild

Schaltbild des 2*15V-Netzteils Das Schaltbild ist sehr einfach gestrickt: Ein 2*15V/1VA-Trafo lädt zwei 470µF-Elko über eine Diodenbrücke. Ein Spannungsregulator 78L15 mit zwei kleinen Tantal-Elkos macht die positive Versorgungsspannung, ein 79L15 macht die negative. Noch ein wichtiges Bauteil ist die grüne Leuchtdiode mit ihrem Vorwiderstand: sie sorgt für eine Grundlast, damit der Elko nicht spannungsüberlastet wird (siehe unten). Ohne diese Grundlast müssen die Elkos 35V-Typen sein.

Man beachte noch, dass der LED-Vorwiderstand ca. 300 mW Dauerlast abkriegt. Er sollte daher ein 1W-Typ sein, z. B. ein 1W-Metalloxid. Man kann auch die 2k7 in einen in Reihe geschalteten 1k2 und einen 1k5 aufteilen, dann geht es auch mit 1/4 Watt Kohle.

Beim Aufbau darauf achten, dass die Platinenunterseite mindestens im Bereich der Netzspannung sorgfältig mit Isolierband abgeklebt ist, da sonst Lebensgefahr beim Berühren dieser Leitungen droht. Es ist auch eine gute Idee, auch den Rest der Platine unten mit Isolierband abzukleben, damit man keine Kurzschlüsse produziert, wenn man das Ding auf den Basteltisch legt und dort blanke Anschlussdrahtstücke herumfliegen. Natürlich wird erst dann die Niederspannungsseite abgeklebt, wenn das Ding fertig funktioniert.

Wie es funktioniert

Spannungen bei Nominal-Last Die Schaltung wurde mit der Software hier entwickelt. Die eingestellte Leerlaufspannung des Trafos entspricht den Händlerangaben. Bei einer Entnahme von 30 mA (20 mA extern plus 10 mA für die LED und den 78/79L09) ergeben sich die in der Grafik angegebenen Spannungen.

Man erkennt, dass dem Spannungsregler bei dieser Last ausreichend Drop-down Spannungsüberschuss verbleibt. Überschreitet die Stromentnahme die 20 mA, dann kann es zu erhöhtem Brumm kommen. Aber 20 mA reichen gut für die meisten OpAmp-Schaltungen aus.

Spannungen bei Null-Last Das wäre die Spannungskurve, wenn die Schaltung ohne Spannungsregler und LED betrieben würde (Null-Last). Die auf dem Elko auflaufende Spannung überschritte in diesem Fall die Spannungsauslegung des Elkos und es müsste dann ein 35V-Typ sein, damit er keinen Schaden nimmt.

Spannungen bei LED-Grundlast Das ist die Spannungskurve mit der 10-mA-LED. Wie man sieht, bleibt die Spannung am Elko knapp unter den 25V, für die er dimensioniert ist.

Aufbau

Aufbau auf einer Lochrasterplatine Das hier zeigt den Aufbau auf einer Viertel-Euro-Format-Lochrasterplatine. Auf der Platine ist viel Platz, auch für die vier M2,5-Befestigungsschrauben, mit denen die Platine auf dem Gehäuseboden befestigt werden kann.

Man beachte beim Aufbau peinlich die Polarität der Tantal-Kondensatoren und dass beide Spannungsregler ein unterschiedliches Pin-Out haben. Es gilt: Tantalelkos sterben einen sehr schnellen Tod bei falscher Polarität: Sie gehen sofort in den Kurzschluss-Modus über. Und sie können explodieren, wenn der Trafo und die Gleichrichterbrücke genug Strom liefern. Den Dampf beim Explodieren nicht einatmen, Tantal ist ziemlich giftig.

Einbau in Gehäuse Mit 2mm-Bananenbuchsen/-steckern So sieht das fertig in ein Gehäuse eingebaute Gerät aus. Die drei 2mm-Bananenbuchsen und -stecker sorgen dafür, dass das Netzteil zum Beispiel an eine Schaltung auf dem Steckbrett an- und abgestöpselt werden kann. Die gelbe LED zeigt die Betriebsbereitschaft an. Hat eine der beiden Spannungen einen Kurzschluss, dann leuchtet sie schwächer.

Stückliste

Stückliste für das 2*15V-Netzteil Das hier sind alle Bauteile, die man für das Netzteil so braucht. Angegeben ist die Bestellbezeichnung bei Reichelt, die angegeben Preise stammen vom Mai/Juni 2022. Bauteile, die 10% und mehr zum Gesamtpreis beitragen, sind gelb hinterlegt (Trafo und Gehäuse).

Es fehlt noch ein Gehäuse dafür. Das muss mindestens 30 mm hoch sein, damit der Trafo und der Elko noch reinpassen. Baut man das auf einer Viertel-Euro-Platine auf, muss das Gehäuse mindestens 80 x 50 mm Innenmaß bieten, damit es passt. Kann also etwa ein 1591LBK oder ein durchsichtiges blaues 1591CTBU von Reichelt sein.

Mit knapp 20 Euro, plus Gehäusekosten bei 25 Euro, ist man dabei. Aber dann hat man auch was Eigenes und tut sein Stromnetz nicht mit Schaltreglern verunstalten.

Viel Erfolg beim Nachbau.

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