Messungen Netzteile

Messungen an AC/DC Netzteilen

Messungen an vier handelsüblichen AC/DC Netzteilen.

Es geht darum ein Netzteil grob zu beurteilen, dass für eine Maschinensteuerung vorgesehen ist und dieses im Teillastbereich arbeitem wird.

Netzteil A: nominal 48V/10A
Netzteil B: nominal 36V/10A
Netzteil C: nominal 24V/10A
Netzteil D: nominal 24V/20A

vereinfachte Messungen, ohne einen Messaufwand an höherer Präzision.
geringer Zeitbedarf für die Durchführung der Messungen.
manche Messungen weichen gering voneinander ab, kein 100% fester Messplan für jedes Netzteil vorab festgelegt.
Hersteller und Typen der Netzteile werden nicht genannt.
die Bewertung von Produkten ist kein Ziel der Messungen.
von Interesse sind nur die relativen Unterschiede bei den Messungen.
keine Vollast Messungen, keine Wirkungsgrad-Messungen und keine Betrachtung der elektromagnetischen Verträglichkeit.
keine Betrachtung der Bauteilequalität, der Kühlung und des mechanischen Aufbaus.

Geltend für alle Messungen:

Trace 1: Primärstrom oder Sekundärstrom - Messung mit Current Probe LecCroy AP011, DC to 120kHz, max. 150A
Trace 2: Sekundär Ausgangsspannung - Messung mit Oscilloscope LeCroy 9304A Quad Channel 200MHz und Tastkopf 1:10

Eingangsspannung: 230VAC/50Hz
Ausgangslast: Leerlauf, 15 Ohm oder 25 Ohm, Drahtwiderstände im Alugehäuse, leicht induktiver Charakter.
Belastet mit Größenordnung 30% Teillast, ca. 60-90 Watt, (keine 400 Watt Last im späteren realen Betrieb) .

Warnung: Messungen an 230VAC/50Hz Netzspannung sind lebensgefährlich und nur durch Fachpersonal durchzuführen.

Ergebnisse Zusammenfassung:
Nr.	Messung	Netzteil A, 48V/10A 480 Watt	Netzteil B, 36V/10A 360 Watt	Netzteil C, 24V/10A 240 Watt	Netzteil D, 24V/20A 480 Watt
1	Einschalten ohne Last
	Primärstrom Überschwingen Ausgangsspannung Elektronisches Hochfahren	11A peak nein ja	>40A peak nein nein	11A peak nein ja	38A peak nein ja
2	Ausgangsspannung ohne Last
	Ausgangsspannung Noise	40mV pk-pk	80mV pk-pk	150mV pk-pk	20mV pk-pk
	Power Factor Control	ja	nein	ja	ja
3	Ausgangsspannung mit 30% Last	100mV pk-pk	250mV pk-pk	150mV pk-pk	30mV pk-pk
	Power Factor Control	ja	nein	ja	ja
4	Einschalten mit 30% Last	25A peak	>40A peak	12A peak	>40A peak
5	Lastsprung 2A nach 0A	3.5V (10ms/Div)	nicht sichtbar bei (10ms/Div)	nicht sichtbar bei (10ms/Div)	nicht sichtbar bei (10ms/Div)
6	Lastsprung 0A nach 2A	0V (10ms/Div)	nicht sichtbar bei (10ms/Div)	nicht sichtbar bei (10ms/Div)	0V (0.1ms/Div)
7	Lastsprung 0A nach 2A	5V (2µs/Div)	1V (2µs/Div)	1V (2µs/Div)	1V (2µs/Div)
8	Lastsprung 2A nach 0A	8V (10µs/Div)	3V (20µs/Div)	3V (10µs/Div)	4V (10µs/Div)
9	Ausschalten Halten von Spannung	350ms	350ms	350ms	1900ms

Messung 1: Einschalten ohne Last Einschalten durch Einstecken eines Schukosteckers über ca. 150cm lange Zuleitung (H07RN-F 1,5 Quadrat mit Schutzleiter, Absicherung über Automat 10A und Fehlerstromschutzschalter 10mA). Anmerkung: Einschaltvorgang geschieht zu einem zufälligen Zeitpunkt der Phasenlage der Eingangs-Sinusspannung, die Einschaltpeaks varieren je nach Einschaltmoment. Dargestellt wurde ein typischer, häufig vorkommender Stromverlauf, dazu wurde mehrfach gemessen und ein typischer Verlauf gespeichert. Wobei nach Momentaufnahmen gesucht wurden, die einen "eher" höheren Einschaltpeak zeigen. Ein definiertes Anfahren zu bestimmten Phasenwinkeln der Eingangssinusspannung ist mangels geeigneter Einschalthardware hier nicht möglich. Wer solche Vorgänge öfters misst, sollte sich deratiges Spezial-Meßequipment beschaffen oder selbst aufbauen - wenn nur selten gemessen, ist die Anschaffung nicht sinnvoll, die Aussagen nach den Einschaltströmen hat in diesem Fall daher nur qualitativen Charakter und keinen Absoluten. Schukostecker, keine Beachtung ob die Primärstrom Stromzange im Neutralleiter oder in der Phase angelegt wurde. Wenn in der Phase angelegt, kann Strompeak etwas höher ausfallen durch Y-Kondensator gegen Schutzleiter. Einschalten gegen entladenen Ausgangskondensator Trace 1: Primärstrom Trace 2: Sekundärspannung Last: Leerlauf

Netzteil A, 48V/10A Einschaltpeak zum Triggerzeitpunkt ca. 11A peak elektronisches Anfahren des Primärstrom kein Überschwingen der Sekundärspannung Sekundärspannung mit Plateau, verweilt auf ca. 35V für 50ms	Netzteil B, 36V/10A Einschaltpeak zum Triggerzeitpunkt ca. >40A peak - nicht erfasst über Elektronik, hoher Peak kein elektronisches Anfahren des Primärstrom Kein Überschwingen der Sekundärspannung

Netzteil C, 24V/10A Einschaltpeak zum Triggerzeitpunkt ca. 11A peak Elektronisches Anfahren des Primärstrom durch mehrmalige Pulse kein sekundäres Überschwingen	Netzteil D, 24V/20A Einschaltpeak zum Triggerzeitpunkt ca. 38A peak kein elektronisches Anfahren des Primärstrom durch mehrmalige Pulse Sekundärspannung elektronisch verzögert kein sekundäres Überschwingen

Messung 2: Ausgangsspannung ohne Last zeigt die Ausgangsspannung ohne Last, ob eine Welligkeit erkennbar ist, sowie den Peak-Peak Wert. Spielte am Oszilloskop keine große Rolle ob auf 30MHz oder 200MHz Bandbreite gemessen, kann am Spektrumanalyzer anders sein. Der Primärstrom zeigt, ob das Power Factor Controlling (PFC) auch bei niedrigen Eingangsströmen ausreichend arbeitet. Power Factor bedeutet hier, dass die Kurvenform des Eingangsstroms geregelt sinusförmig der Kurvenform der AC Eingangsspannung folgen sollte. Diese PFC hier sorgen nur für einen "groben" PFC. Die HF Filterung des Sinusstrom ist wahrscheinlich gerade auf ausreichend dimensioniert, letztendlich eine Kosten- und Bauraumfrage. Trace 1: Primärstrom Trace 2: Sekundärspannung Last: Leerlauf

Netzteil A, 48V/10A Ausgangsspannung Peak to Peak ca. 40mVpp (Bandwidth 200MHz) Primärstrom nicht gemessen.	Netzteil B, 36V/10A Ausgangsspannung Peak to Peak ca. 80mVpp (Bandwidth 200MHz) Gleichgerichteter Ausgangsripple deutlich erkennbar Primärstrom mit deutlichen Peak Ausreißern, kein ausreichendes Power Factor Controller (PFC) erkennbar.

Netzteil C, 24V/10A Ausgangsspannung Peak to Peak ca. 150mVpp (Bandwidth 30MHz) relativ ausreichendes PFC	Netzteil D, 24V/20A Ausgangsspannung Peak to Peak ca. 20mVpp (Bandwidth 30MHz) relativ ausreichendes PFC

Messung 3: Ausgangsspannung unter ca. 30% Last zeigt die Ausgangsspannung bei einer Teillast und den zugehörigen Primärstrom. Trace 1: Primärstrom Trace 2: Sekundärspannung Last: Leerlauf

Netzteil A, 48V/10A Ausgangsspannung Peak to Peak ca. 100mVpp, (ohne Last war 40mVpp). Primärstrom nicht gemessen.	Netzteil B, 36V/10A Ausgangsspannung Peak to Peak ca. 250mVpp, (ohne Last war 80mVpp). Primärstrom mit deutlichen Peak Ausreißern, kein Power Factor Controller (PFC) mehr erkennbar.

Netzteil C, 24V/10A Ausgangsspannung Peak to Peak ca. 150mVpp, (ohne Last war 150mVpp). Keine Peak Erhöhung relativ ausreichendes PFC	Netzteil D, 24V/20A Ausgangsspannung Peak to Peak ca. 30mVpp, (ohne Last war 20mVpp). relativ ausreichendes PFC

Messung 4: Einschalten unter ca. 30% Last zeigt die Ausgangsspannung bei einer Teillast und den zugehörigen Einschalt-Primärstrom. Trace 1: Primärstrom Trace 2: Sekundärspannung Last: ca. 30%

Netzteil A, 48V/10A Einschaltpeak 25A peak	Netzteil B, 36V/10A Einschaltpeak >40A peak

Netzteil C, 24V/10A Einschaltpeak 12A peak	Netzteil D, 24V/20A Einschaltpeak >40A peak

Messung 5: Lastsprung 2A==>0A Trace 1: Primärstrom, Sekundärstrom Trace 2: Sekundärspannung Last: 2A ==> 0A durch manuelles Öffnen des Ausgang Stromkreis (erzeugt eine hohe Stromänderungsgeschwindigkeit, hohe Anforderung an den Regelkreis). Ergebnisse sind hohe Überschwinger an der Ausgangsspannung, je nach Art einer angeschlossenen Elektronik, kann diese dadurch leicht zerstört werden.

Netzteil A, 48V/10A Primärstrom während Lastsprung 2A nach 0A Überschwinger am Ausgang 3.5V	Netzteil B, 36V/10A Sekundärstrom 2A nach 0A Überschwinger am Ausgang nicht sichtbar

Netzteil C, 24V/10A Sekundärstrom 2A nach 0A Überschwinger am Ausgang nicht sichtbar	Netzteil D, 24V/20A Sekundärstrom 2A nach 0A Überschwinger am Ausgang nicht sichtbar

Messung 6: Lastsprung 0A==>2A Trace 1: Primärstrom, Sekundärstrom Trace 2: Sekundärspannung Last: 0A ==> 2A durch manuelles Schließen des Ausgang Stromkreis

Netzteil A, 48V/10A Primärstrom während Lastsprung 0A nach 2A Überschwinger am Ausgang 0V	Netzteil B, 36V/10A Sekundärstrom 0A nach 2A Überschwinger am Ausgang nicht sichtbar

Netzteil C, 24V/10A Sekundärstrom 0A nach 2A Überschwinger am Ausgang nicht sichtbar	Netzteil D, 24V/20A Sekundärstrom 0A nach 2A Überschwinger am Ausgang 0V

Messung 7: Lastsprung 0A==>2A Trace 1: Sekundärstrom Trace 2: Sekundärspannung Last: 0A ==> 2A durch manuelles Schließen des Ausgang Stromkreis

Netzteil A, 48V/10A Sekundärstrom während Lastsprung 0A nach 2A Überschwinger am Ausgang 5V	Netzteil B, 36V/10A Sekundärstrom 0A nach 2A Überschwinger am Ausgang 1V

Netzteil C, 24V/10A Sekundärstrom 0A nach 2A Überschwinger am Ausgang 1V	Netzteil D, 24V/20A Sekundärstrom 0A nach 2A Überschwinger am Ausgang 1V

Messung 8: Lastsprung 2A==>0A Trace 1: Sekundärstrom Trace 2: Sekundärspannung Last: 2A ==> 0A durch manuelles Öffnen des Ausgang Stromkreis

Netzteil A, 48V/10A Sekundärstrom während Lastsprung 2A nach 0A Überschwinger am Ausgang 8V	Netzteil B, 36V/10A Sekundärstrom 2A nach 0A Überschwinger am Ausgang 3V

Netzteil C, 24V/10A Sekundärstrom 2A nach 0A Überschwinger am Ausgang 3V	Netzteil D, 24V/20A Sekundärstrom 2A nach 0A Überschwinger am Ausgang 4V

Messung 9: Ausschalten Sekundär Trace 1: Sekundärstrom Trace 2: Sekundärspannung durch manuelles Ziehen des Schukostecker

Netzteil A, 48V/10A Spannung fällt auf 0V nach 350ms	Netzteil B, 36V/10A Spannung fällt auf 0V nach 350ms

Netzteil C, 24V/10A Spannung fällt auf 0V nach 350ms	Netzteil D, 24V/20A Spannung fällt auf 0V nach 1900ms

Technische Berichte

Impressum

Messungen an AC/DC Netzteilen

Messungen an vier handelsüblichen AC/DC Netzteilen.

Geltend für alle Messungen:

Ergebnisse Zusammenfassung:

Messung 1: Einschalten ohne Last

Messung 2: Ausgangsspannung ohne Last

Messung 3: Ausgangsspannung unter ca. 30% Last

Messung 4: Einschalten unter ca. 30% Last

Messung 5: Lastsprung 2A==>0A

Messung 6: Lastsprung 0A==>2A

Messung 7: Lastsprung 0A==>2A

Messung 8: Lastsprung 2A==>0A

Messung 9: Ausschalten Sekundär