Zufällig erblickte ich am Straßenrand eine für den Elektroschrott deponierte Küchenlampe
mit fünf kleinen 12-Volt Halogenlampen.
Als Bastler habe ich unbemerkt die Lampe kurzerhand im Kofferraum meines Autos verstaut,
in der Hoffnung, einen noch brauchbaren 12-Volt-Trafo mit ca. 80 Watt Leistung in der
Deckenhaube der Lampe vorfinden zu können.
Ich staunte nicht schlecht, als nach dem Öffnen der Deckenhaube kein Trafo sichtbar wurde,
sondern ein elektronisches Schaltnetzteil (SNT) mit den Abmessungen (L, B, H) 12 x 5 x 3 cm
zum Vorschein kam. In der Beleuchtungsindustrie bezeichnet man diese Netzgeräte mit
dem Begriff "Elektronischer Trafo" und benutzt dafür die Abkürzung ET.
Über die Bauform, den Schaltplan und die Funktion dieses Schaltnetzteils wird nachfolgend
berichtet.
Die kompakte Bauform des Schaltnetzteils erlaubt es nicht, sämtliche elektronischen Bauteile zu
betrachten und mit einer Digitalkamera dokumentieren zu können. Nach dem Ausbau der Schalt-
transistoren mit kleinen Kühlblechen und dem etwas versetzten Wiedereinbau zeigt das folgende
Foto den Platinenaufbau des Schaltnetzteils:
Via Internet und der Suchmaschine Google oder Yahoo habe ich zunächst mit dem Stichworten
"Schaltnetzteil" bzw. "elektronischer Trafo" mein Wissen ergänzt: Es handelt sich um ein
primär getaktetes Schaltnetzteil (SNT). Auch die Kennwerte der Schalttransistoren BUV48A
( Silizium NPN-Typ /1000 V / 15 A / 150 W ) lassen sich aus dem Internet abrufen.
Schaltnetzteile ersetzen den großvolumigen, schweren und teuren Trafo, wenn z.B. in einer Decken-
leuchte Niedervolt-Halogenlampen als Leuchtmittel vom Kunden gewünscht werden. Aus dem oben darge-
stellten Platinenlayout und meiner Schaltungsanalyse läßt sich folgender Schaltplan mit MS-PowerPoint
zeichnen.
Bevor auf Einzelheiten in der Schaltung eingegangen wird, ist es für den Leser wesentlich einfacher,
wenn zuerst das Funktionsprinzip dieses Schaltnetzteils an Hand einer stark vereinfachten Prinzip-
schaltung erläutert wird.
Die 230 Volt Wechselspannung vom Haushaltsnetz gelangt über den Widerstand R1 und einem Netzfilter
an den Brückengleichrichter, der am Ausgang eine Gleichspannung von etwa 310 Volt erzeugt. An jedem
Teilkondensator liegt die halbe Gleichspannung an. Ein elektronischer Schalter legt nun an den Ausgangs-
trafo T1 abwechselnd die positive und danach die negative Gleichspannung. Diese Wechselspannung mit
hoher Frequenz, ca. 50 - 80 kHz, erzeugt in der Sekundärwicklung den erforderlichen Strom für die
parallel geschalteten Halogenlampen.
Nach dem Anlegen der Netzspannung liefert der Brückengleichrichter eine Gleichspannung von
ca. 310 Volt, siehe im Schaltplan Position A und B. Die beiden Schalttransistoren TR1 und
T2 sind zunächst noch stromlos. Über den Widerstand R2 erfolgt die Aufladung vom
Kondensator C5 bis auf etwa 40 Volt, dann wird der Diac über R4 leitend und liefert
Stromimpulse an die Basis von TR2. Dieser Transistor TR2 schaltet zuerst durch und damit
beginnt das abwechselnde Ein- und Ausschalten der beiden Gegentakt-Transistoren TR2 und TR1
mit Hilfe der induzierten Stromimpulse in den Wicklungen W1 und W2 des Oszillatortrafos T2.
Die Kollektorströme von TR1 und TR2 werden durch die in Reihe geschalteten Wicklungen W3
des Oszillatortrafos T2 und durch die Primärwicklung des Ausgangstrafos T1 geleitet.
Dadurch ist die Frequenz des Oszillatortrafos gleich hoch, wie die des Ausgangstrafos.
Vor einiger Zeit habe ich von der Firma RIGOL das digitale Speicheroszilloskop DS1052E gekauft,
um schnell veränderliche Spannungsverläufe am Display sichtbar zu machen. Die Display-Bilder können
auf einem Daten-Stick abspeichert werden. Eine von mir abgefasste Beschreibung der Eigenschaften
vom Speicheroszilloskop DS1052E
gibt es als Webseite.
Mit Hilfe einer potentialfreien Betriebsspannung von 200 V~ sieht der Schaltungsaufbau bei
Belastung mit 50 W Halogenlampen wie folgt aus:
Verschiedene Messpunkten sind auf einer Lüsterklemmenanordnung herausgeführt. Die Messpunkte
A, B, C, D, MP und T sind im folgenden Schaltplan eingezeichnet:
Wegen der hohen Spannungen sind die Tastköpfe auf 10:1 eingestellt.
Den Spannungsverlauf zwischen A - B und B - D zeigt das nächste Bild:
Der gelbe Spannungsverlauf A - B ist die pulsierende Gleichspannung am Brückengleichrichter.
Der blaue Spannungsverlauf B - D zeigt das Zündverhalten vom Diac, der vier Stromimpulse an
die Basis des Schalttransistors TR2 liefert, bis die Schaltung an zu schwingen beginnt.
Die Schwingungspakete (Messpunkte MP - C) zeigt das folgende Bild:
Für jede pulsierende Halbwelle muss also die Schwingung über die Diac-Diode neu gestartet werden.
Nun zum Abschluss die Messung der hohen Frequenz mit dem Oszilloskop. Für den Ausschnitt
von einem Schwingungspaket wird die Rasterteilung auf der Zeitachse auf 10 µs eingestellt:
Die Schwingungsdauer beträgt T = 20 µs, daraus folgt die Frequenz f = 1/T von ca. 50 kHz.
Aus meiner Erfahrung gebe ich einem Bastler den guten Rat, die für den Elektroschrott
bestimmten Geräte, wie z.B. Monitore, Rechner, Fernseher usw. gar nicht erst zu untersuchen,
ob Netztrafos darin zu finden sind. Es gibt in diesen Geräten keine für Bastler
verwendbaren Netztrafos mehr, sie werden schon seit Jahren durch Schaltnetzteile ersetzt.
Ein primär und sekundär getaktetes Schaltnetzteil mit 5 Volt- und 12 Volt-Ausgang in
einem modernen Rechner hat etwa folgendes Aussehen:
Wenn Sie - als Bastler - an einzelnen Elektronikbauteilen noch interessiert sind, dann
wünsche ich Ihnen viel Beobachtungsgabe beim Betrachten der Platine mit den diversesten
Bauteilen, die man im Bedarfsfall auslöten könnte.
Z. B. befindet sich der Brückengleichrichter für die Umformung der 230V-Netzspannung
links vor den beiden schwarzen Elektrolytkondensatoren.
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