Schaltnetzteil

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Schaltnetzteil

User guide
switch-mode power supply
Schaltnetzteil
User guide
Inhaltsverzeichnis
Lastenheft ................................................................................................................................................ 5
Pflichtenheft ............................................................................................................................................ 8
Leistungs- und Auftragserfüllung: ................................................................................................. 10
Qualität & Sicherheit: .................................................................................................................... 10
Einführung in das Schaltnetzteil ............................................................................................................ 14
Projektmanagement .............................................................................................................................. 15
Ganttdiagramm ............................................................................................................................. 15
PAP ................................................................................................................................................ 17
Dear customer, .................................................................................................................................. 18
Removal ............................................................................................................................................. 18
Brief instruction ..................................................................................................................................... 19
Important security advices: ................................................................................................................... 20
User manual: ..................................................................................................................................... 20
Supply of current: .............................................................................................................................. 20
Wiring: ............................................................................................................................................... 20
Transport: .......................................................................................................................................... 20
Package:............................................................................................................................................. 20
Operation: ......................................................................................................................................... 21
Cleaning: ............................................................................................................................................ 21
General instructions .............................................................................................................................. 22
Description of switch-mode power supply: ...................................................................................... 22
RoHS advice: ...................................................................................................................................... 22
Layout: ............................................................................................................................................... 22
Liebe Kunden, .................................................................................................................................... 23
Entsorgung......................................................................................................................................... 23
Kurzanleitung......................................................................................................................................... 24
Wichtige Sicherheitshinweise: .............................................................................................................. 25
Bedienungsanleitung: ........................................................................................................................ 25
Stromversorgung: .............................................................................................................................. 25
Verkabelung: ..................................................................................................................................... 25
Transport: .......................................................................................................................................... 25
User guide
Verpackung:....................................................................................................................................... 25
Betrieb: .............................................................................................................................................. 26
Reinigung: .......................................................................................................................................... 26
Sicherung: .......................................................................................................................................... 26
Allgemeine Hinwiese ............................................................................................................................. 27
Beschreibung des Schaltnetzteils: ..................................................................................................... 27
RoHS Hinweis:.................................................................................................................................... 27
Layout: ............................................................................................................................................... 27
Funktionsbeschreibung ......................................................................................................................... 28
Materiallise ............................................................................................................................................ 34
Kostenkalkulation .................................................................................................................................. 35
BOM....................................................................................................................................................... 36
Schaltplanentwicklung .......................................................................................................................... 37
Bauteilauswahl ...................................................................................................................................... 38
Schaltplan .............................................................................................................................................. 39
ERC..................................................................................................................................................... 40
Prototyp................................................................................................................................................. 41
Layout .................................................................................................................................................... 42
DRC .................................................................................................................................................... 43
Ausgabedaten........................................................................................................................................ 44
Bohrplan ............................................................................................................................................ 44
Leiterbild............................................................................................................................................ 45
Bestückungsplan................................................................................................................................ 45
Konturbemaßung .............................................................................................................................. 46
Gehäusezeichnung ................................................................................................................................ 47
per Hand ........................................................................................................................................ 47
per Pulsonix ................................................................................................................................... 49
LTspice ................................................................................................................................................... 53
Vorschaltung: .................................................................................................................................... 53
Festspannungsregler : ....................................................................................................................... 54
Messprotokoll........................................................................................................................................ 55
TP:1 .................................................................................................................................................... 56
TP:2 .................................................................................................................................................... 57
User guide
TP:3 .................................................................................................................................................... 58
TP:4 .................................................................................................................................................... 59
TP:5 .................................................................................................................................................... 60
TP:6 .................................................................................................................................................... 62
TP:7 .................................................................................................................................................... 63
TP:8 .................................................................................................................................................... 64
Vergleichswerte................................................................................................................................. 65
Reflexion ................................................................................................................................................ 66
Anhang .................................................................................................................................................. 67
User guide
Lastenheft
User guide
User guide
User guide
Pflichtenheft
Projektname:
Schaltnetzteil
Projektauftraggeber:
BFE
Projektleiter:
Herr Hiller
Mitglieder des Projektteams:
Arne Geist, Christoph Mönk, Pascal Wahl
Version des Pflichtenheftes:
Version 1.1
Anforderungen:

Ausgabe von drei Festspannungen DC +5V, +9V, +12V

Verdrahtungs- und Verbindungstechnik muss für die Labore der BFE geeignet sein

Es ist ein einseitiges Layout zu erstellen
User guide
User guide
Beschreibung der Erfüllung der Anforderungen
Leistungs- und Auftragserfüllung:
Qualität & Sicherheit:
Aufbau und Eigenschaften des Netzteils:
Während der der
Herstellung und des
späteren Betriebs des
Netzteils sind die
ökonomischen und
ökologischen
Randbedingungen
eingehalten worden.

Die 3 Festspannungen (+5V, +9V, +12V) sind
über einen Drehschalter einzeln auswählbar.
Dadurch liegt der jeweilige maximale Ausgangstrom bei 1A und es ist eine maximale Ausgangsleistung von bis zu 12W möglich.

Um die sichere Kompatibilität mit der Verdrah- Die Baugruppe entsprich
tungs- und Verbindungstechnik zu leisten, werden Aktuellen DIN und
den 4mm Einbaubuchsen für Laborstecker ge- VDE Vorschriften.
wählt.

Das PCB ist an die IPC
Aus Kostengründen ist ein Kunststoffgehäuse angelehnt.
gewählt, wodurch gleichzeitig ein erhöhter Berührungsschutz und eine vereinfachte Bearbeitung gewährleistet wird.

die Netzspannung muss mittels einer Leitung mit
Kaltgerätebuchse eingespeist werden.
User guide
Produktion:

Der Schaltplan und das PCB werden mittels der Das PCB ist an die IPC
angelehnt.
CAD-Software Pulsonix angefertigt.

Die Leiterplatte wird mittels einer präzisen Com- Der Schaltplan wird
mittels OI und ERC
putergesteuerten Fräse hergestellt.
geprüft

Die Leiterplatte wird von uns mit THT-Bauteilen
bestückt und das Gehäuse wird manuell bear- Das PCB wird mithilfe
einer OI und eines DRC
beitet .
geprüft

Für Messzwecke wird ein Prototyp angefertigt.
Bei jedem weiteren
abgeschlossenen
Arbeitsschritt wird eine OI
durchgeführt
Abschließend wird ein
Kompletter Funktionstest
und eine letzte OI
ausgeführt
User guide
Dokumentation

Die Arbeitspakete werden mittels der Software PAP-Designer in Form eines
Programmablaufplans erstellt und strukturiert.

Die Webpage wird mittels eines HTML-Editors erstellt.

Es wird eine Dokumentation angefertigt, welches sämtliche Fertigungsunterlagen, ein Prüfprotokoll, eine Bedienungsanleitung in Deutsch und Englisch
und die Unterlagen des Projektmanagements enthält.

Alle Fertigungsunterlagen werden in Form eines Ordners sowie in elektronischer Form angefertigt und ausgegeben.
User guide
Lieferanten der Bauteile und des Gehäuses

Conrad

Reichelt

IC-Direct
Produktionsstätte:
Hannover, BBS|me, A-Gebäude
Service- und Wartungshinweise

Kontaktadresse:
Herr Hiller
BBS|me
Lavesallee 14
30169 Hannover

Das Schaltnetzteil ist für einen maximalen Laststrom von 1 A ausgelegt.

Bei Öffnung des Gehäuses verfällt die Garantie

Zum Austausch von Sicherungen oder bei Beschädigungen senden sie das Gerät bitte an Ihre nächste Reparaturstelle oder wenden Sie sich über die Kontaktadresse
an unsere Mitarbeiter

Bei Rückfragen oder Änderungswünschen stehen wir für ein Gespräch gerne bereit
Ort, Datum, Unterschrift Auftraggeber
Ort, Datum, Unterschrift Auftragnehmer
User guide
Einführung in das Schaltnetzteil
Unser Unternehmen die SadA AG entwickelt für SIE ein Schaltnetzteil, welches drei verschiedene Spannungsausgänge mit 5 Volt, 9 Volt und 12 Volt besitzt. Das Schaltnetzteil ist
frequenzunabhängig für eine Versorgungsspannung von 110V bis 230V ausgelegt. Um zwischen den drei verschiedenen Ausgangsspannungen durchzuschalten benutzten wir einen
Drei-Wege-Schalter. Das Schaltnetzteil wird in ein Gehäuse der Schutzklasse II geliefert, um
es als Laborgerät zu nutzen. Probleme für das Gerät gibt es nur wenn es mit Flüssigkeiten
oder anderen Kurzschluss verursachenden Materialien in Berührung kommt.
Weiter Merkmale und Informationen werden in Dokumentation aufgeführt und wenn auch
beschrieben.
User guide
Projektmanagement
Ganttdiagramm
User guide
User guide
PAP
User guide
English
User guide switch-mode power supply
Dear customer,
we are glad, you decided for our product. You have bought a switch-mode power supply with
three switching functions, which shall assists you for many years. We sympathize your
eagerness, even so we have to request you to read this user guide step by step, before you
start up the switch-mode power supply.
If you get any questions about the start-up or operation of your device, don’t hesitate to
contact us or your specialist dealer.
Removal
Devices of consumer electronics have to be disposed on a special way, agreeable to the
directive 2002/96/EG of the European Parliament about waste electrical and electronic
equipment (WEEE) and have to be marked with the following sign.
In the case of the removal of your power supply we have to request you to dispose the
device in proper form and environmentally sound.
User guide
Brief instruction
Unpack the switch-mode power supply
Security advise:
unpacking
The power supply owns a high-quality surface.
Please be careful.
Place the device on a solid base.
Security advise:
Setting up
The cooling air have to circulate and disappear unobstructed-
Connecting by
cable
Connect the device with the line voltage by inlet connector for
non-heating apparatus before you switch on ur device
Control the position of your turn-switch before you switch on your
device by the main switch at the back.
Switching on
Security advise:
watch out, if the wiring done on the right way before you turn on
the power supply at the first time.
Switching of
Please turn the turn-switch at the leftmost position, if your job is
done and you turn of the device
User guide
Important security advices:
User manual:
Read the user manual before you switch on the power supply the very first time and obey the
installation instructions as well as the security advice.
Please keep the user manual.
Supply of current:
To connect the device with the line voltage, only use wires with inlet connector for nonheating apparatus. The wire have to pass so that the accident risk decreased, and the wire
won't squeezed by other objects.
Wiring:
While working on wiring at your device, the power supply have to be disconnected from the
line voltage. A wrong wiring could result in damaging the device.
Transport:
Only use materials handling equipment, trestles or tables, who are advised by the
manufacturer. In case you use a wagon, watch out that the wagon together with the device
could overturn and thus cause personal injury.
Package:
Please keep the package for later possibly transports (relocation, repairing, etc.). The original
package keeps your power supply at most safe previous to any damage.
User guide
Operation:
Never carry the switch-mode power supply:
- with opened case
- with closed ventilation slots
- with very high room temperatures (>40°C/104°F)
- next to a heat source e.g.: radiators, heating, stoves, or other devices , who
generates heat.
- with extremely high air humidity e.g.: Into a wet cellar, humidors or rooms with similar
high air humidity
- next to water e.g.: a sink, a bathtub or similar furniture. with a water filled object on
top or next to of the power supply, neither.
Cleaning:
Use a soft and dry rag. We suggest to use a not abrasive microfiber cloth. Please dont use
any solvents or liquids.
User guide
General instructions
Description of switch-mode power supply:
The switch-mode power supply was planned to operate in labors. It is able to convert the line
voltage of 230VAC to 12VDC,9VDC or 5VDC.
With a turn-switch you may choose your preferred voltage.
Insert the inlet connector for non heating apparatus and thus connect the device to the line
voltage before you switch on the device.
Please check the output-voltage before you wiring you pcb, etc.
The maximum output power of the power supply possess 4.5W. The maximum outputvoltage doesn’t may exceeded.
The case owns the protection rating II according DIN EN 61140. It means the protection
against contact will be ensured by the protective isolation. Every energized parts got another
insulating additional to the operating-insulating.
Devices of the protection rating II don’t have to be connected with an earth conductor, the
earth conductor can be passed on
.
RoHS advice:
The switch-mode power supply will be produced conform to RoHs. This conduces the
restriction of using specific hazard substances into electrical and electronic and regulation
the utilization and circulating oh hazard substances into devices and electronic parts.
Layout:
While creating the PCB, we mind the function and EMC. The design is leaned on the IPC.
Dokumentation
Schaltnetzteil
Deutsch
Bedienungsanleitung Schaltnetzteil
Liebe Kunden,
wir freuen uns, dass Sie sich für unser Produkt entschieden haben.
Sie haben ein Schaltnetzteil mit drei Schaltfunktionen erworben,
welches Sie viele Jahre bei Laborarbeiten unterstützen soll.
Wir verstehen Ihre Ungeduld, bitten Sie aber trotzdem, diese Bedienungsanleitung
Schritt für Schritt durchzulesen, bevor Sie das Netzteil in Betrieb nehmen.
Sollten Sie Fragen zur Inbetriebnahme oder zum Betrieb Ihres Gerätes haben,
zögern Sie nicht, Ihren Fachhändler oder uns zu kontaktieren.
Entsorgung
Geräte der Unterhaltungselektronik müssen gemäß Richtlinie
2002/96/EG des europäischen Parlamentes über Elektro- und Elektronik-Altgeräte speziell
entsorgt werden und mit folgendem Symbol gekennzeichnet werden.
Falls es zu einer Entsorgung Ihres Netzteiles kommen sollte, bitten wir Sie, diese
ordnungsgemäß und umweltgerecht durchzuführen.
23
Dokumentation
Schaltnetzteil
Kurzanleitung
Nehmen Sie das Netzteil aus der Verpackung und
bewahren Sie die Verpackung auf für spätere Transporte.
Auspacken
Sicherheitshinweis:
Das Netzteil verfügt über eine hochwertige Oberfläche. Bitte
gehen Sie mit der notwendigen Sorgfalt ans Werk.
Stellen Sie das Netzteil auf eine stabile Unterlage.
Sicherheitshinweis:
Aufstellen
Verkabeln
Die Kühlluft muss ungehindert zirkulieren und entweichen
können.
Verbinden Sie das Netzteil mit der Netzspannung mittels einer
Leitung mit Kaltgerätestecker, bevor Sie das Netzteil
einschalten.
Kontrollieren sie den Zustand des Drehschalters für die
Spannung, bevor Sie das Netzteil über den Hauptschalter auf
der Rückseite einschalten.
Einschalten
Sicherheitshinweis:
Überprüfen Sie, vor dem ersten Einschalten des Schaltnetzteils,
ob die Verkabelung korrekt vorgenommen wurde.
Ausschalten
Bitte drehen sie den Drehschalter beim ausschalten nach ganz
links.
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Dokumentation
Schaltnetzteil
Wichtige Sicherheitshinweise:
Bedienungsanleitung:
Lesen Sie die Bedienungsanleitung, bevor Sie das Netzteil in Betrieb nehmen und befolgen Sie
die Installationsanweisungen sowie die Sicherheitshinweise.
Bitte bewahren Sie diese Bedienungsanleitung auf.
Stromversorgung:
Für die Verbindung zum Schaltnetzteil verwenden Sie ausschließlich eine Leitung mit
Kaltgerätestecker. Das Kabel muss so verlegt werden, dass niemand darauf treten kann und
dass dieses durch keine Objekte gequetscht wird.
Verkabelung:
Während der Arbeit an der Verkabelung Ihres Netzteils muss das Netzteil von der
Stromversorgung getrennt bleiben. Eine fehlerhafte Verkabelung kann zur Beschädigung des
Schaltnetzteils führen.
Transport:
Benutzen Sie nur Transportgeräte, Gestelle oder Tische, welche vom Hersteller empfohlen
werden. Falls Sie einen Wagen benutzen, achten Sie darauf, dass der Wagen zusammen mit
dem Gerät umstürzen und damit Personenschäden hervorrufen könnte.
Verpackung:
Bitte bewahren Sie die Verpackung für eventuelle spätere Transporte auf (Umzug, Reparatur).
Die Originalverpackung schützt Ihr Schaltnetzteil am besten vor etwaiger Beschädigung.
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Dokumentation
Schaltnetzteil
Betrieb:
Betreiben Sie das Schaltnetzteil niemals
- mit geöffnetem Gehäuse
- mit verschlossenen Lüftungsschlitzen
- bei sehr hohen Raumtemperaturen (>40°C)
- in der Nähe einer Wärmequelle wie z.B. Radiatoren, Heizungen, Öfen, oder anderen
Geräten, welche Wärme erzeugen
- bei extrem hoher Luftfeuchtigkeit, z.B. In einem feuchten Keller, Feuchträumen oder
Räumen mit ähnlich hoher Luftfeuchtigkeit
- in der Nähe von Wasser, z.B. eines Spülbeckens, einer Badewanne, oder ähnlicher
Einrichtungen, oder wenn sich ein mit Wasser gefüllter Gegenstand auf oder neben dem
Gerät befindet.
Reinigung:
Verwenden Sie ein weiches trockenes Tuch. Wir empfehlen Ihnen, ein nicht abrasives
Mikrofasertuch zu verwenden. Bitte setzen Sie keine Lösungsmittel und keine Flüssigkeiten ein.
Sicherung:
Das Netzteil ist mittels sechs Sicherungen gesichert. Vier davon befinden sich auf der
Leiterplatte, zum Schutz der jeweiligen Bauteile. Zwei Sicherungen befinden sich extern in einem
Einschub neben dem Hauptschalter. Diese dienen dem Personenschutz und dürfen bei Bedarf
von Ihnen ausgetauscht werden.
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Dokumentation
Schaltnetzteil
Allgemeine Hinwiese
Beschreibung des Schaltnetzteils:
Das Schaltnetzteil ist zum Einsetzen im Labor gedacht und kann die Spannung von 230V AC auf
12V DC, 9V DC oder 5V DC wandeln.
Über einen Drehschalter können Sie die gewünschte Spannung einstellen.
Vor dem Einschalten bitte den Kaltgerätestecker einstecken.
Überprüfen sie bitte vor dem Nützen des Gerätes die Spannung an den Ausgängen.
Das Schaltnetzteil darf mit maximal 4,5 W belastet werden!
Das Gehäuse besitzt nach der DIN EN 61140 die Schutzklasse II, das heißt
der Berührungsschutz wird durch eine Schutzisolierung gewährleistet. Alle spannungsführenden
Teile haben neben der Betriebs-Isolierung noch eine weitere Isolation.
Geräte der Schutzklasse II müssen nicht mit einem Schutzleiter verbunden sein - auf den
Schutzleiter kann verzichtet werden.
Das Schaltnetzteil lässt sich International verwenden da es ab 110V AC Arbeitet.
RoHS Hinweis:
Das Schaltnetzteil wird RoHS konform hergestellt. Dies dient der Beschränkung der Verwendung
bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten und regelt die Verwendung und
in Verkehr-Bringung von Gefahrstoffen in Geräten und elektronischen Bauelementen.
Layout:
Beim Layout wurde auf Funktion und EMV geachtet, das Design ist an IPC angeordnet.
27
Dokumentation
Schaltnetzteil
Funktionsbeschreibung
Schaltplan:
28
Dokumentation
Schaltnetzteil
Das Schaltnetzteil lässt sich funktionsgemäß in 5 Blöcke unterteilen: den Schaltregler, die drei
Festspannungsregler 7805, 7809, 7812 und die externe Ausgangsbeschaltung.
Im Folgenden wird die Grundfunktion der Gesamtschaltung anhand des Blockschaltbildes erklärt. Im
weiteren Verlauf werden die einzelnen Schaltblöcke näher erläutert.
Blockschaltbild
Das gesamte Netzteil wird von außen mit Netzspannung versorgt. Der Schaltregler selber ist
frequenzunabhängig auf 110V – 230V AC Eingangsspannung ausgelegt und wandelt diese in 15V DC um.
Die 15V werden an die drei Festspannungsregler weiter gegeben. Diese regeln die 15V auf Ihre jeweilige
Spannung (5V, 9V und 12V) und geben diese Spannungen über die Ausgabe aus.
29
Dokumentation
Schaltnetzteil
Schaltregler:
Der Regler lässt sich eigenständig in zwei teile unterteilen. Zum einen links vom IC den
leistungsbezogenen teil und rechts vom IC den Signalbereich mit der Ausgabe.
Der leistungsbezogene Teil wird über einen
Stecker mit 110 – 230V AC versorgt. Gleich
zu Beginn befindet sich eine 1A - Sicherung,
welche die restliche Schaltung vor überlast
schützen soll.
Hierbei dienen die beiden Dioden und die
Kondensatoren als Vorschaltung für das IC,
welches nun mithilfe der Spule die
Wechselspannung zerlegt und neu
zusammensetzt.
Die jeweils negative und positive Welle
werden gegenseitig ausgeglichen und es
wird über den Elko, welcher mit an Drain liegt
(rechts nicht sichtbar), eine Gleichspannung
ausgegeben.
Das IC wird über Vstr versorgt, bis es die
Gleichspannung aufgebaut hat und sich
darüber selbst versorgt.
30
Dokumentation
Schaltnetzteil
Der Gleichstrom fließt nun in den
Signalbereich. Am Ausgang befindet sich ein
Filter bestehend aus der Diode V5, dem Elko
C6 und der Spule L2.
Das IC erhält durchgehend über Vfb ein
Signal, ob die Ausgangsspannung (Ist-Wert)
zu klein ist, oder ob sie der gewünschten
Spannung (Soll-Wert) entspricht.
Über die Diode V3 wird das IC mit der
Ausgangsspannung versorgt. Der
Kondensator C4 dient als kleiner externer
Versorgungspuffer.
Der Soll-Wert wird mit Hilfe der Z-Diode V4
festgelegt (hier 15V). Solange die
Ausgangsspannung kleiner oder genau
gleich dem Sollwert ist, fällt an R2 keinerlei
Spannung ab und der Transistor sperrt. An
Vfb liegt ein Signal an.
Überschreitet die Ausgangsspannung den
Soll-Wert, fällt die überschüssige Spannung
am Transistor TR1 ab und Vfb wird mit GND
verbunden. Über diese Verbindung mit GND
erkennt das IC den Spannungsüberschuss
und passt die Ausgangsspannung
entsprechend an.
Der Kondensator C3 dient Hierbei als
Zeitpuffer.
Es werden geregelte 15V DC
herausgegeben.
31
Dokumentation
Schaltnetzteil
7805:
Der Festspannungsregler wird vom
Schaltregler mit 15V DC versorgt. Mithilfe
des Jumpers X2 lässt sich der 7805 samt
Beschaltung vom Schaltregler trennen.
Das IC schwingt während es die 15V DC auf
5V DC herunter regelt. Um diese
Schwingungen auszugleichen liegen direkt
am IC die 100nF Kondensatoren C7 und C8.
Die 0,9A Sicherung am Ausgang Schützt das
IC vor zu hohen strömen und die Schaltung
vor Überlast.
Am Ausgang werden konstante 5V DC
ausgegeben.
7809:
am IC die 100nF Kondensatoren C9 und
C10.
Die 0,5A Sicherung am Ausgang Schützt das
IC vor zu hohen strömen und die Schaltung
vor Überlast.
ausgegeben.
32
Dokumentation
Schaltnetzteil
7812:
am IC die 100nF Kondensatoren C11 und
C12.
Die 0,375A Sicherung am Ausgang Schützt
das IC vor zu hohen strömen und die
Schaltung vor Überlast.
ausgegeben.
Ausgabe:
Alle 3 Spannungen (5V, 9V und 12V DC)
liegen an einem vierpoligen Stecker.
Vom Stecker aus wird GND mit extern
zugreifbaren Laborbuchse verbunden. Der
andere Buchsenausgang ist über einen 3Wege-Drehschalter mit den
Ausgangsspannungen der
Festspannungsregler verbunden (5V, 9V und
12V DC). Über den Drehschalter lässt sich
somit die gewünschte Spannung einstellen.
33
Dokumentation
Schaltnetzteil
Materiallise
34
Dokumentation
Schaltnetzteil
Kostenkalkulation
35
Dokumentation
Schaltnetzteil
BOM
36
Dokumentation
Schaltnetzteil
Schaltplanentwicklung
Für die Schaltplanentwicklung eines Schaltnetzteils, welches 5V 9V und 12V DC ausgibt und mit
110V- 230V AC versorgt wird, wurde ein Schaltplan eines Schaltreglers mit 15V DC Output und
einer Leistung von 4,5W vorgegeben. Für die Ausgabe von 5V, 9V und 12V DC wurden die
entsprechenden Festspannungsregler (7805, 7809 und 7812) ausgewählt, welche alle drei über
den Schaltregler versorgt werden. Vor den jeweiligen Festspannungsregler wurde aus mess- und
Reparationszwecken ein Jumper gesetzt um den jeweiligen Festspannungsregler ggf. vom
Schaltregler trennen zu können. Hinter den Festspannungsreglern sitzt jeweils eine
Feinsicherung, welche für den maximalen Strom bei 4,5W und der jeweiligen Spannung
ausgelegt sind.Um die komplette Leistung von 4,5W mit jeder Spannung nutzen zu können wurde
ein 3-Wege-Drehschalter ausgesucht, mit dem die gewünschte Spannung einzustellen ist.
Dadurch können keine unterschiedlichen Spannungen gleichzeitig ausgegeben werden, jedoch
kann die Ausgegebene Spannung mit 4,5W belastet werden.
Berechnung der Sicherungen:
Für 7812:
P=U*I→
I=P/U
I = 4,5W / 12 = 0,375A
Für 7809:
P=U*I→
I=P/U
I = 4,5W / 9
= 0,5A
Für 7805:
P=U*I→
I=P/U
I = 4,5W / 12 = 0,9A
37
Dokumentation
Schaltnetzteil
Bauteilauswahl
Aufgrund des vorgegebenen Schaltplans fiel die eigene Auswahl der Bauteile gering aus.
Für die Spannungsversorgung wurde eine Kaltgeräteeinbaubuchse mit integriertem Stecker und
Sicherungshalter für zwei Sicherungen gewählt. Die Wahl der Kaltgerätebuchse dient der Vereinfachung
des externen Anschlusses. Der Sicherungseinschub und die dementsprechenden Sicherungen sorgen für
höchsten Personenschutz und für Komfort beim Wechseln der Sicherungen.
Als Anschluss der Netzspannung auf die Baugruppe, wurde aufgrund der erhöhten Festigkeit eine THTWago-Klemme gewählt.
Für erhöhte Sicherheit für die Bauelemente und zur Vereinfachung des Arbeitsaufwands für das
Fachpersonal liegen die Feinsicherungen, welche die Festspannungsregler schützen, in einer Halterung
und sind durch eine Kunststoffkappe geschützt.
38
Dokumentation
Schaltnetzteil
Schaltplan
39
Dokumentation
Schaltnetzteil
ERC
40
Dokumentation
Schaltnetzteil
Prototyp
41
Dokumentation
Schaltnetzteil
Layout
42
Dokumentation
Schaltnetzteil
DRC
43
Dokumentation
Schaltnetzteil
Ausgabedaten
Bohrplan
44
Dokumentation
Schaltnetzteil
Leiterbild
Bestückungsplan
45
Dokumentation
Schaltnetzteil
Konturbemaßung
46
Dokumentation
Schaltnetzteil
Gehäusezeichnung
per Hand
47
Dokumentation
Schaltnetzteil
48
Dokumentation
Schaltnetzteil
per Pulsonix
49
Dokumentation
Schaltnetzteil
50
Dokumentation
Schaltnetzteil
51
Dokumentation
Schaltnetzteil
52
Dokumentation
Schaltnetzteil
LTspice
Aufgrund von fehlenden Bauteilen konnte die Gesamtschaltung nicht simuliert werden, lediglich
einzelne teilschaltung. Darunter die Festspannungsregler und die Regler-Vorschaltung.
Vorschaltung:
53
Dokumentation
Schaltnetzteil
Festspannungsregler :
54
Dokumentation
Schaltnetzteil
Messprotokoll
55
Dokumentation
Schaltnetzteil
TP:1
Messung Prototyp:
Messung Baugruppe:
56
Dokumentation
Schaltnetzteil
TP:2
Messung Prototyp:
Messung Baugruppe:
57
Dokumentation
Schaltnetzteil
TP:3
Messung Prototyp:
Messung Baugruppe AC:
58
Dokumentation
Schaltnetzteil
TP:4
Messung Prototyp:
Messung Baugruppe:
59
Dokumentation
Schaltnetzteil
TP:5
Messung Prototyp:
60
Dokumentation
Schaltnetzteil
Messung Baugruppe:
Messung Baugruppe DC:
61
Dokumentation
Schaltnetzteil
TP:6
Messung Prototyp:
Messung Baugruppe:
62
Dokumentation
Schaltnetzteil
TP:7
Messung Prototyp:
Messung Baugruppe:
63
Dokumentation
Schaltnetzteil
TP:8
Messung Prototyp:
Messung Baugruppe:
64
Dokumentation
Schaltnetzteil
Vergleichswerte
Testpunkt
Prototyp (Sollwert)
Baugruppe (Istwert)
TP1
230V AC
230V AC
TP5
15,8V DC
15,6V DC
TP6
4,99V DC
5,10V DC
TP7
9,1V DC
9,09V DC
TP8
12V DC
12,1V DC
TP9
GND
TP2
TP3
TP4
TP10
65
Unterschrift
Dokumentation
Schaltnetzteil
Reflexion
Pascal Wahl:
Ich finde die Idee der Projektwochen gut, aber die Umsetzung hatte einige Schwächen. Ich finde
den Schwierigkeitsgrad angemessen, aber nicht für die Gruppengröße. Wir hatten bei drei Leuten
sehr viel Leerlauf und haben ab der Hälfte der Zeit eigentlich nur noch versucht die Zeit rum
zubekommen oder ich haben mir für eine 10 Minuten aufgeben 4 Stunden Zeit gelassen. Ich
stand oft vor der Wahl eine Aufgabe zu beenden oder lieber doch nur die Hälfte an einem Tag zu
machen damit ich am nächsten Tag überhaupt was zu tun habe.
Verbesserungsvorschläge:
Die Materialien vor dem Projekt bestellen und dann an statt Vier Wochen nur Zwei Wochen oder
die Team von Drei auf Zwei Personen runter stufen.
Christoph Mönk:
Das Projekt war jetzt kein schwieriges eher war es so dass man öfters Leerlauf hatte und nix
machen konnte. Gut war auch nicht dass manche Lehrer es nicht verstanden hatten wenn man
Leerlauf hatte. Man musste Ihnen dass mehrmals erklären bis Sie es verstanden haben. Aber gut
an dem Projekt war dass man mit Herr Hiller einen kompetenten und zuverlässigen Lehrer als
Projektleiter hatte. Dadurch wusste man auch dass wenn es ein Problem gibt, er einen sofort
helfen konnte. Das Team arbeitete immer gut und sauber. Sowie an einem 100 Prozent Einsatz
für das Projekt.
Arne Geist:
Zusammenfassend war die Projektwoche sowie das Projekt als solches eine angenehme und
belehrende Erfahrung. Es war interessant sich derart eigenständig mit einem Projekt zu befassen
und dadurch Erfahrungen im Bereich Organisation und Teammanagement zu sammeln. Ein
durch und durch gutes Gefühl entstand, als unser Projekt auf Anhieb funktionierte.
Leider kam es aufgrund von Problematiken von Lieferungen, wie zum Beispiel die Lieferung des
ICs vom Großhändler, immer wieder zu Verzögerungen im Ablauf. Eine Gruppeneinteilung mit
zwei Personen pro Gruppe wäre durchaus sinnvoller gewesen, da auch ohne die Verzögerungen
immer wieder Zeitbereiche entstanden, in denen man nichts zu tun hatte, da man auf die Arbeit
eines anderen Teammitglieds warten musste. Aufgrund dessen hat man sich in dieser Zeit auf
angenehme Weise zu beschäftigen versucht (z.B. Mit Spielen). Leider kamen manche Lehrer
nicht umhin, dies mit starker Kritik unangemessen zu kommentieren und keinerlei Verstand dafür
zu empfinden.
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Dokumentation
Schaltnetzteil
Anhang
Datenblätter
67

Schaltnetzteil

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