Labornetzteil PS-303A Conrad

      Labornetzteil PS-303A Conrad

      Laboratory Power Supply PS-303A Conrad Best.Nr.: 511420

      Die Tage lief mir das regelbare Netzteil zu, verstaubte bei einem Freund im Keller.
      Er bekam es selbst mal, vermutlich aus einer Erbschaft, wollte es schon wegwerfen.

      Technische Daten
      Netzspannung: 230 Volt +/- 10 %, 50 Hz
      Eingangsleistung: 160 VA max
      Ausgangsspannung: 0 bis 30 Volt
      Ausgangsstrom: 10 mA bis 3 A
      Restwelligkeit: < 2 mV eff bei Nennlast
      Gewicht: 5,5 kg
      Maße: 225 x 135 x 260 mm
      Betriebstemperatur: +5 °C bis +40 °C
      Herstellungsjahr: ab 1997

      Das Netzteil ist zwar eher einfach, jedoch soweit hochwertig, kein Billigkrams.
      Die Ausgangsspannung lässt sich von echt 0 Volt bis ca 30 Volt einstellen.
      Dazu hat es zwei Einsteller, einer für Grob- und einer für Feineinstellung.
      Der für Feineinstellung deckt 3 V ab, also um Faktor 10 feiner.
      Da das Gerät 0 Volt kann, kann man damit Dioden bis zur Strombegrenzung testen.
      Geht das Netzteil in die Strombegrenzung, leuchtet die LED const A statt const V.
      Der dritte Einsteller ist für die Strombegrenzung bis maximal 3 A.
      Werksseitig sind die Drehspulinstrumente nicht beleuchtet, kann man nachrüsten.
      Oberhalb der Instrumente ist in den Halterungen etwas Platz für LEDs oder Lämpchen.

      Anhand des Gewichts naheliegend, es ist ein analoges Netzteil, kein Schaltnetzteil.
      Es hat somit den Vorteil, daß es keine störnebelaussendende HF-Schleuder ist.
      Nachteil analoger längsgeregeter Netzteile, die Verlustleistung kann groß werden.
      Die hält sich in Grenzen, der Entwickler dachte mit, interne Spannungsanpassung.
      Die Sekundärwicklung hat drei Abgriffe, werden nach Bedarf mit Relais umgeschaltet.
      Man hört es dann klacken, die Umschaltpunkte sind bei etwa 10 und 20 V Ausgangsspannung.
      Einfacher Test mit Glühlampe 12 V 10 Watt, der Kühlkörper wird dann etwa handwarm.

      Leider habe ich zu dem Netzteil keinen Schaltplan, gehört wohl nicht zur Bedienungsanleitung.
      Im Reparaturfall wird auch ein geübter Hobbyelektroniker nicht auf dem Schlauch stehen.
      Ich suchte nach einem Regel-IC wie z.B. LM723, ich fand nur zwei OPV-ICs MC1458.
      Dann gibt es noch einen 7812 und einen Dreibeiner LM336 für die Referenzspannung 2,5 Volt.
      Im Leistungszweig befindet sich offensichtlich als Treiber ein TIP31C auf Kühlkörperchen.
      Am Ende auf dem großen Kühlkörper sitzt ein 2N3773, ähnliches Arbeitspferd wie 2N3055.
      Es handelt sich durchweg um Markenhalbleiter, Firmen wie ON, Motorola, ST, Fairchild, etc.
      Alle Bauteile sind bedrahtet, es kommt kein SMD vor, also servicefreundlicher Aufbau.
      Die Platine ist leicht zugänglich, kann bei Bedarf auch schnell losgeschraubt werden.

      Einen Defekt hatte das Netzteil, es wurde kein Strom angezeigt.
      Da stromabhängig Spannung am Instrument zu messen war, musste es das Instrument selbst sein.
      Die Nadel war normal beweglich, mit Ohmmeter gemessen ergab sich eine Unterbrechung.
      Beim Probieren zeigte das Instrument kurzfristig einen sinnvollen Wert an, also Wackelkontakt.
      Es war eine Unterbrechung zwischen außen Minusanschluss und innen Zeigerspule.
      Hielt man das Ohmmeter innen ans Instrument, verhielt es sich normal, schlug korrekt aus.
      Ein dünner Draht zwischen Außenanschluss und innen Instrumentenmasse (Metallkörper) half.
      Eigentlich ist es ein Voltmeter mit 300 mV Endausschlag und ca. 243 Ω Spulenwiderstand.
      Der Spulenwiderstand dürfte nebensächlich sein, auf die 300 mV Endausschlag kommt es an.

      Ich kann das Netzteil empfehlen!
      Gerade in der heutigen Zeit bekommt man fast nur noch Labornetzteile als Schaltnetzteile.
      Die sind zwar wesentlich kleiner, haben fast immer Digitalanzeige, machen aber Störungen.
      Ein analoges Instrument für Strom ist häufig von Vorteil, man sieht wesentlich besser Änderungen.
      Leider gibt es auch ein Manko, der Netzschalter befindet sich auf der Rückseite.
      Sieht man das Netzteil günstig z.B. in der Bucht oder bei Kleinanzeigen, sollte man zugreifen.
      Wird es defekt angeboten, sollte eine Reparatur kein ernsthaftes Problem sein.
      Mit ähnlicher Typenbezeichnung gibt es noch die Version Digitalanzeige statt Analoginstrumente.
      Abgesehen von der Anzeige sollten beide Versionen baugleich sein.

      Andreas
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      Früher gab es einige Generationen dieser Geräte bei Conrad, auch davon noch, die wohl in Polen oder Ungarn gefertigt wurden. Die waren einfach, aber robust. Später kamen dann einige Serien aus Indien, die sahen innen ähnlich aus, waren aber deutlich weniger zuverlässig. Da bin ich dann irgendwann auf EA Und R&S umgestiegen, die man da schon gebraucht recht günstig bekommen konnte.

      Michael
      Eher zufällig habe ich ein defektes Netzgerät dieser Bauart bekommen, allerdings die Variante mit den Digitalanzeigen. Es war defekt, zeigte ohne Last Stromfluss an und ging bei mehr als 1,5 Volt Ausgangsspannung in die Strombegrenzung. Ich hatte da schon so einen Verdacht.



      Innen sieht es nicht viel anders aus als sein Pendant mit Analoganzeige. Aufgeräumt, alles recht gut zugänglich und logisch aufgebaut. Einziges Manko, das ich bei diesen Geräten sehe: Alle Drähte sind verlötet. Die Inder haben sich die Steckverbinder gespart, selbst für solche Sachen wie LED oder Potianschlüsse. Für die gelegentliche Reparatur ist das in Ordnung. Man hat genug Spielraum zum Messen und Löten. Da mein Gerät aber aus einem Raucherhaushalt kam und furchtbar stank, habe ich eine komplette Demontage vorgenommen, um Platine und Gehäuse waschen zu können. Da hätte ich mich über Steckverbinder gefreut.

      Ich habe mal einen qualitativ etwas besseren Schaltplan angehängt. Da steht zwar PS-303 Pro drauf, aber der dargestellte Teil ist identisch mit diesem Gerät PS-303D.

      Der Fehler war schnell identifiziert. Bei niedrigen Spannungen ließ sich die Ausgangsspannung noch regeln, das Gerät sprang von Konstantstrommodus in den Konstantspannungsmodus. Auch die Strombegrenzung funktionierte in diesem Bereich. Es musste also ein Kurzschluss am Ausgang vorliegen, in etwa mit 0,5 - 1,5 Ohm. In so einem Fall ist es oft die Freilaufdiode. So war es auch, D110, eine 1N5402 hatte Schluss. Nach dem Auslöten funktionierte das Gerät einwandfrei.



      Hier ist das schadhafte Teil schon ersetzt. Äußerlich sah man der defekten Diode nichts an, aber sie hatte Schluss.
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      Die Schaltung ist einfach gehalten und leicht zu verstehen. Es sind auch keine speziellen Bauelemente verwendet worden. Ersatzteile sind weithin verfügbar. Nur wenn der Trafo beschädigt ist, würde wohl eine Reparatur nicht mehr lohnen.

      Der obere Teil ist für die Regelung der Ausgangsspannung und die Strombegrenzung zuständig. Als Referenzelement dient eine 2,5 V-Referenzspannungsquelle von Typ LM336. Opamp IC102A vergleicht den auf der High-Side gemessenen Strom mit dem eingestellten Wert, IC102B macht das Gleiche mit der Ausgangsspannung. Sobald einer dieser Schwellwerte erreicht wird, geht der entsprechende Opampausgang in die negative Richtung und reduziert den Regeltransistoren den Basisstrom. Die Anzeige-LEDs haben neben der Signalisierung noch die Aufgabe, die beiden Regelzweige voneinander zu entkoppeln. Ist eine defekt, funktioniert das Gerät nicht mehr ordnungsgemäß.



      Regelschaltung



      In der Mitte sieht man das Stellglied, ein Darlingtonkonstrukt aus TIP31 und 2N3773. Ohne die Regelschaltung würde er voll aufsteuern, sein Basisstrom kommt über R105 der Regelschaltung.



      Ausgangstransistoren mit Beiwerk


      Der unten angeordnete Teil dient der Umschaltung der Trafoanschlüsse je nach eingestellter Ausgangsspannung. Es ist eine einfache Methode, die Verlustleistung bei hohen Strömen und niedrigen Ausgangsspannung zu verringern. Ohne eine solche Schaltung wird der Ausgangstransistor stets mit der maximalen Spannung vom Gleichrichter gefüttert und muss die Differenz zur Ausgangsspannung über seiner Kollektor-Emitter-Strecke einstellen. Bei drei Ampere Ausgangsstrom und 1 Volt Ausgangsspannung kommen da bei so einem 30V - Gerät über 100 Watt zustande, die verheizt werden müssen. Hier ist das nicht so. Die Rohspannung wird durch Umschalten der Trafoanzapfungen nur bei Bedarf hochgesetzt. Das geschieht in zwei Stufen, eine Umschaltung erfolgt bei ca. 10 V eingestellter Ausgangsspannung, die zweite bei ca. 20 Volt. Es sind simple Spannungsteiler am Werk, die Opamps IC202A und B vergleichen die Ausgangsspannung mit einer Sollspannung, die vom 7812-Regler abgeleitet wird. Wird eine Schwelle erreicht, schaltet der jeweilige Opamp über einen Transistor das entsprechende Relais zu. Damit kann der Kühlkörper relativ klein bleiben, braucht keinen Lüfter und das Gerät ist für einen Linearregler recht effizient unterwegs.



      Umschaltung der Trafoausgänge.

      Die Digitalanzeigen sind übliche Panelmeter, wie es sie wohl auch heute noch gibt. Ihre Integration als Block im Schaltplan lässt den Schluss zu, dass sie Zukaufteile waren. Falls ein solches Ding mal kaputt sein sollte lässt es sich problemlos durch ein modernes Gerät ersetzen. Auch die Integration von LED-Panels sollte möglich sein. Eventuell muss man die Spannungsversorgung auf der kleinen Zusatzplatine neben dem Trafo etwas anpassen. LED-Panels benötigen mehr Strom.

      Viele Grüße,
      Christian
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      Ich nehme an, Netzteile für Endstufenaufbauten, richtig?

      Mal sehen, eventuell baue ich mal was in der Richtung mit Vorstellung.
      Soll ein symmetrisches Netzteil sein, also prima für Audioendstufen.
      Es soll natürlich stufenlos einstellbar sein, vermutlich auch mit Strombegrenzung.
      Möglicherweise läuft mir mal ein Schlachtgerät über den Weg, z.B. von "SoNie".
      Da kann man dann prima außer Gehäuse den Trafo und die Kühlkörper nutzen.
      Ist Zukunftsmusik, die Idee habe ich schon seit einigen Jahren im Hinterkopf.

      Andreas
      Was bedeutet DL2JAS? Amateurfunk, www.dl2jas.com
      Moin Andreas,
      ja, allgemein halt. Ich hab das 2x36V schon lange. Eigentlich hätte es gereicht für meine Konstruktionen. Nachdem ich aber wieder mit Endstufen begonnen habe, war dann doch die Spannung zu niedrig. Ich hab dann erstmal welche gekauft, die nicht so teuer waren. Das waren leider Schaltnetzteile, die mir sogar den Funktionsgenerator zum "lügen" brachten. Also entschied ich mich letztlich wieder für STATRON.Die kann man da dirket kaufen und es gibt Ansprechpartner für evtl. techn. Fragen. Nicht das billigste. Aber ist klar, wenn das hier zu Lande gebaut wird.
      Gruss Roger
      Vor einigen Monaten habe ich ein neues Trafo-Labornetzteil 30V/3A (bis max. 5A, aber nicht bei 30 V) stabilisiert, mit stufenlos einstellbarer Spannungs- und Strombegrenzung für weniger als 40 € gekauft. Metallgehäuse, Front aus Kunststoff. Dafür könnte man es selbst nicht bauen. Die gibt es noch, ist nur mehr Sucherei, die Trafoteile unter all den Schaltnetzteilen rauszupicken. China-Qualität, so ok für den Preis, eine Masseleitung habe ich neu verlegt (dadurch weniger Brummeinstreuung vom Trafo), hält die Spezifikation ein, auch die Residuals, habe ich geprüft.

      Preise für Trafos und Leergehäuse sind zuletzt enorm gestiegen, finde ich.

      Gruß
      Reinhard
      Diese Linearnetzteile sind unersetzlich. Ich habe eines von EA, eines von Rohde&Schwarz (gebraucht gekauft), und zwei von einem taiwanesischen Hersteller. Letztere können bis 60 V bei 2,5 Ampere, und nutzen auch die Umschaltung der Spannung zur Reduktion der Verlustleistung. Alle mit analogen Instrumenten, die ich immer noch hilfreich finde, um Tendenzen schnell an der Zeigerbewegung ablesen zu können.

      Am meisten kommt das R&S zum Einsatz, das kann 2 x 35 V bei 1 A. Sehr schön gemachtes Teil, und noch fast wie neu erhalten. Findet man immer mal wieder, es gibt auch Dokumentation dazu (falls mal eine Reparatur nötig sein sollte), und die Bedienung ist 1A. Eben auch Wertarbeit ... diverse Labornetzteile von Conrad hatte ich früher auch, aber die waren mir nicht robust genug, gingen doch öfter mal kaputt.

      Besten Gruss,

      Michael

      PS-303D, Umbau auf LED-Panelanzeigen

      Neu

      Kürzlich habe ich ein zweites PS-303D erworben, äußerlich etwas verwahrlost und mit defekten Anzeigen. Eine sagte gar nichts mehr, bei der anderen fehlten etliche Segmente in der Anzeige. Eine Wiederbelebung dieser Anzeigen ist mir nicht gelungen. Damit war das Gerät ein Kandidat für den Umbau auf LED-Panelanzeigen.





      Da die alten Anzeigen auf einem früher oft anzutreffenden Panelmeter auf Basis eines ICL7106-Clones, eingestellt auf +-200mV, beruhen, bietet sich die Nutzung einer ähnlichen Variante an. Was es da online gibt, kommt fast immer aus China, auch beim Kauf in der Bucht. Wer nach "DIY Kit ICL7107" sucht, wird schnell fündig. Geliefert wird das Ganze in Einzelteilen, leider auch ohne Anleitung. Die Leiterplatte enthält zwar die Bauteilwerte als Aufdruck, aber es gibt ein paar Fallen.

      1. Die Chipfassung verdeckt Teile der LED-Segmentpins, umgekehrt ebenso. Die Lösung besteht darin, die Stege der Fassung herauszutrennen, dann kommt man an die Lötpunkte der LED-Anzeigen auch nach dem Einlöten der Fassung heran.

      2. Reihenfolge der Bauteilmontage: Dioden --> Widerstände --> Induktivität --> Kontaktleisten der IC-Fassung -->LED-Anzeigen (Lötseite) --> Kondensatoren --> Transistor/ TL431 --> Elkos, Poti und Klemmen

      3. Chip einsetzen, dabei ist es ratsam, zu Antistatikmaßnahmen zu greifen, der ICL7107 soll empfindlich sein. Er enthält CMOS-Elemente im Digitalteil.

      5. Brücke für Dezimalpunkt löten. Beim Amperemeter wird der 20 A-Bereich genutzt, damit die mittlere Brücke, beim Voltmeter sind es 200 V max. und damit die linke Brücke.

      6. Inbetriebnahme, 5 Volt mit Strombegrenzung auf 50 - 100 mA. Damit überlebt der Chip eine eventuelle Verpolung der Versorgungsspannung oder das Einsetzen mit falscher Orientierung.

      7. Kalibrierung: Dem Bausatz liegen zwei 2-kOhm-Potis bei. Im konkreten Fall wird nur das linke benötigt. Es dient der Einstellung der Referenzspannung von 100 mV zwischen Pin 35 und Pin 36. Das rechte Poti und auch der Widerstand Rx werden gemäß Schaltplan des PS-303D bestückt:
      Amperemeter: Rx = 33kOHm, statt Poti kommt der 1,5 kOhm-Widerstand hin.
      Voltmeter: Rx = 100 kOhm, statt Poti 100 Ohm-Festwiderstand

      8. Verschrauben mit dem mitgelieferten Frontgehäuse.



      Panel von der Rückseite, hier das Amperemeter. Links das Poti für die Referenzspannung, rechts die Widerstände des Messteilers, hier 33k und 1,5k.
      Unten eingerahmt ist der Bereich für die Dezimalpunktsetzung.

      Mit etwas Suchen im Web findet man auch einen Anbieter, der einen Schaltplan im Angebot darstellt, aber leider nicht immer. Deshalb habe ich einen hier angehängt. Dieser orientiert sich sehr nahe an der Musterlösung des Datenblattes. Es gibt eine Ausnahme: Der ICL7107 benötigt eine negative Hilfsspannung. Die wird mit auf dem Panel erzeugt, aber einfacher als im Datenblatt. Der Transistor, die 2,2 mH-Spule + 2 Dioden, ein Elko und eine Zenerdiode erledigen das. Der Takt kommt vom Oszillatorpin 38 des ICs und betreibt das Konstrukt als kleinen Sperrwandler.

      Mechanik:
      Die vorhandenen Ausschnitte sind etwas zu klein. Ich habe sie nach oben und seitlich nach außen mittels Stichsäge und Metallsägeblatt aufgeweitet. Das zerstört den phänomenalen Designdruck der Frontplatte, aber dafür bleiben die Bezeichnungen alle lesbar. Das mitgelieferte Gehäuse besitzt Federlaschen, die es normalerweise im Ausschnitt festklemmen. Dafür muss man aber nochmals in den Schmalseiten der Ausschnitte Material entfernen. Ich habe die Laschen entfernt und die Panels eingeklebt.

      Nun ist noch die Stromversorgung anzupassen:
      Die ursprüngliche Variante benötigt 9 Volt und zieht ca. 8 mA. Ein LED-Panel will 5 Volt bei ca. 35- 40 mA haben. Jedes Panel benötigt eine eigene Versorgung, da sich die Bezugspunkte unterscheiden: Spannungsmessung: neg. Ausgangsbuchse, Strommessung: positive Ausgangsbuchse.
      Die Spannung muss stabilisiert sein, ansonsten schwanken die Anzeigewerte. Dafür reicht aber eine Zenerdiodenschaltung nach einer Einweggleichrichtung aus. Ich habe die originale Platine belassen, aber bei Elko, Vorwiderstand und Zenerdiode andere Werte eingesetzt:

      Elko: 100 µF --> 470 µF
      Vorwiderstand: 100 Ohm --> 47 Ohm
      Zenerdiode: 8,2 V --> 5,1 V oder auch 4,7 V




      Nun leuchtet das Teil im Dunkeln. In der Regel wird eine Nachkalibrierung der Panelanzeigen notwendig sein. Mit einem vertrauenswürdigen Multimeter wird verglichen und die Anzeige jeweils mit dem Poti auf Übereinstimmung gebracht. Ich habe das jeweils am Maximalwert (3 Ampere, bzw. 30 Volt) durchgeführt.


      Noch ein Hinweis zum Schluss: Die Strommessung erfolgt in diesem Gerät auf der High-Side, der Messwiderstand von 220 mOhm sitzt zwischen Regeltransistor und +-Ausgangsbuchse. So beeinflusst er die Ausgangsspannung nicht. Die gängigen und häufigen kombinierten Panelanzeigen für z.V. 100V und 10A Strom, die man bei eBay findet, funktionieren deshalb leider hier nicht.
      Es gibt auch Einzelanzeigen, 100 Volt und auch passende einzelne Stromanzeigen, z. B. 10 Ampere. Den Shunt dieser Anzeigen muss man dann aber in Reihe zwischen dem 220 mOhm Messwiderstand des Gerätes und der positiven Ausgangsbuchse schalten. Das macht einen Neuabgleich des maximalen Ausgangsstroms mit P102 notwendig, und funktioniert, solange der zusätzliche Shuntwiderstand nur 50 oder 75 mOhm besitzt.

      Viele Grüße,
      Christian
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      Lust auf eine in der Praxis angenehme Modifikation?

      Hier sind beide Geräteversionen vorgestellt, Digitalanzeigen ODER zwei Analoginstrumente.
      Normalerweise ist es angenehm, wenn man den Strom an einem Analoginstrument abliest.
      Das gilt gerade dann, wenn sich der Strom schnell lastabhängig ändert.
      In so einem Fall verzweifelt man manchmal beim Versuch, eine Digitalanzeige abzulesen.
      Meist will man den Strom auch nicht so genau messen, ob es nun z.B. 970 mA oder 1030 mA sind.

      Anders bei der eingestellten Spannung, je nach Anwendung ist da Genauigkeit gewünscht.
      Auch, abgesehen von einsetzender Strombegrenzung, wird die Spannung nicht schwanken.
      Da ist dann eine Digitalanzeige mit ein oder gar zwei Nachkommastellen angenehmer.
      Das kann sinnvoll sein beim Selektieren von Zenerdioden oder Ube bei Leistungstransistoren.

      Man verheirate dann so ein Netzteil mit Analoginstrument und Digitalanzeige!
      Vermutlich sind bei beiden Netzteilversionen die Gehäuseaussparungen gleich.
      Hat man eine Digitalversion, rüstet man ein Analoginstrument nach und umgekehrt.
      Soweit ich mich erinnere, haben die Aussparungen Standardmaße für übliche Zeigerinstrumente.

      Will man bei der Analogversion ein Digitalvoltmeter nachrüsten, sollte das kein Problem sein.
      Ist es was kleiner, baut man ein Reduzierblech, im einfachsten Fall etwas Platinenmaterial.
      Auch sollten hier Standardanzeigen passen, nicht das von Christian beschriebene Problem wie beim Strom.

      Andreas
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