Von der Arbeit habe ich also einen 19″-Rack mit 3HE bezogen, in den ich den Trafo einbaute. Da ich keine Wechselspannungen auf dem Bus haben wollte, musste ich die Spannungen aufbereiten. Linearregler hätten zu viel Leistung unnötig verbraten, weshalb ich mich für Schaltregler entschieden habe.

Nun war die Überlegung, welche Spannungen ich auf den Bus legen will. eine 5V-Schiene ist nur sinnvoll, da ich viel mit Arduinos realisieren wollte. Eine 9V-Schiene hab ich auch noch eingebaut, falls ich einige Bauteile mit mehr Spannung versorgen will. Sollte die 5V-Schiene irgendwann ausgelastet sein, kann ich die 9V auch noch mit einem 7805 runterregeln. Diese beiden Spannungen habe ich mit zwei Schaltreglern LT1074CT realisiert. Die Spulen habe ich auf 150µH gewickelt. Nach den Berechnungen des Abwärtsreglers von der Schmidt-Walter-Website (http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/) ergibt sich so unter Vollast eine Stromschwankung von 0,1A bei den 5A, die der Regler liefert. Der Strom ist hierbei größer, als die Trafo-Wicklung liefern kann, da die getaktete Spule als Stromquelle dient. Die Schaltfrequenz liegt hier bei 150kHz. Die beiden Spannungen wurden aus den beiden 12V-Wicklungen erzeugt.

Für OP-Schaltungen wollte ich auch noch eine symmetrische Spannung erzeugen. Entschieden hab ich mich für +-12V. Die +12V wurden aus der 25V-Wicklung erzeugt, während die -12V aus einer Wicklung der 20-0-20-Spannung erzeugt wird. Als Schaltregler hab ich hier die L4960 benutzt. Diese liefern bis 2,5A, was für meine Zwecke voll und ganz ausreicht. Auch diese Spulen sind auf 68µH gewickelt worden. Die Taktfrequenz dieser Spannungen liegt bei 100kHz.

Alle Spannungen wurden mit entsprechenden Schmelzsicherungen ausgestattet, damit die Schaltregler bei Kurzschlüssen verschont werden. Die Massen der Spannungen wurden auf der Platine gebrückt, jedoch hat nochmal jede Spannung auf dem Bus eine entsprechende Masse.

Nach einigen Tests habe ich festgestellt, dass die Spannungen unter schweren Interferenzen litten. Diese haben sich z.B. auf der 5V-Spannung durch bis zu 20V hohe Peaks bemerkbar gemacht. Um dies zu minimieren, wurde eine kleine Platine entworfen, die aus einem LC-Tiefpass je Spannung bestand. Die Spulen wurden auf 8µH gewickelt und 220µF-Elkos dienten zum Sieben. Dadurch wurde die Ausgangsspannung viel sauberer und nun habe ich saubere 35mVpp unter Last und 12mVpp unter Leerlauf. Damit kann ich durchaus leben.

Damit ich später noch überwachen kann, welcher Strom über den Spannungen abgegriffen wird, wurde noch eine kleine Shunt-Platine entworfen. Dort sitzen nur vier 0,1Ohm/5W-Shunts. Der Spannungsabfall hält sich dadurch in Grenzen, aber ich kann dennoch mit der entsprechenden Verstärkung den Strom rausrechnen.

Hier sieht man den Schaltplan und das Layout der Netzteil-Platine

Hier die Filter-Platine:

Und der Vollständigkeit halber hier noch die Shunt-Platine:

Und um einen Eindruck vom gesamten Setup zu bekommen, sieht man hier noch Bilder.

Zuerst das Innenleben. Dabei sieht man die Verdrahtung und die einzelnen Platinen, sowie die Leitungen, die für die Strommessungen verantwortlich sind. Auch sieht man die NTCs auf den Gleichrichtern und deren Leitungen. Das ganze wurde erst nachträglich hinzugefügt und entsprechend viel Pfusch ist dabei 😉