Netzteile

Tipps zur richtigen Messung von Kenngrößen am Schaltnetzteil

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Leerlaufleistung: Noch schwieriger ist die Messung der Leerlaufleistung. Ein Schaltnetzteil läuft im Leerlauf unter Umständen im Burstmode, was bedeutet, dass nicht mit jeder Halbwelle Leistung aufgenommen wird. Die Ausgangsspannung wird auf der Ausgangsseite einem Vergleicher zugeführt, der sie mit einem Sollwert abgleicht.

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Erst wenn dieser unterschritten wird, wird über einen Optokoppler zur Primärseite das Signal zum Schalten gegeben. Moderne Schaltnetzteile erreichen sehr niedrige Verluste im Leerlauf deutlich kleiner 1 W. Dementsprechend lang kann es dauern bis die Eingangsseite wieder angesteuert wird.

Dies mit einem Amperemeter zu messen führt zu Werten teilweise größer 10 W. In unserem Beispiel liegt der reale Leistungsbedarf dagegen nur bei <0,3 W. Ist die Leistungsaufnahme konstant und das Netzteil befindet sich nicht im Burstmode, so kann man mit einem entsprechenden Wattmeter auch hier zu recht genauen Werten kommen.

Noch genauer und insbesondere im Fall von schwankenden Eingangsleistungen ist gemäß IEC62301 die elektrische Energie über einen Zeitraum von mindestens fünf Minuten zu messen und durch die Dauer zu teilen. So erhält man die mittlere, reale Eingangsleistung im Standby-Betrieb.

Hold-Up-Zeit: Als Hold-Up-Zeit ist die Zeitpanne definiert, in welcher ein Netzteil nach Unterbrechung der Versorgungsspannung die Ausgangsspannung unter (meistens) Volllast bis zum Absinken auf 95% aufrechterhält. Typische Werte sind hier 10 ms. Das Abschalten der Versorgung erfolgt meistens im Nulldurchgang.

Idealerweise und auch genau reproduzierbar funktioniert dies wie im Bild 10 gezeigt mittels eines AC-Generators. In diesem Test zeigt sich auch ein Vorteil einer passiven PFC-Klasse-A-Lösung. Da die Kapazität des Sieb-Elkos auf 110 VAC Eingangsspannung ausgelegt wird, speichert er bei 230 VAC deutlich mehr Energie und erlaubt somit eine längere Hold-Up-Zeit.

Sollten ein AC-Generator und ein Differential-Tastkopf nicht verfügbar sein, kann man sich auch mit einem Schalter und einem kleinen Netztransformator zur Detektierung der Phasenlage behelfen. Dies bedarf zwar in aller Regel mehrerer Versuche bis man den Nulldurchgang trifft, lässt aber auch ein entsprechendes Ergebnis zu.

Einschaltstrom: Diese Messung kann wie schon bei der Hold-Up-Zeit entweder mit AC-Generator oder auch mit einem simplen Schalter und Transformator durchgeführt werden. Wichtig ist, dass die Quelle eine niedrige Impedanz aufweist. Im Gegenzug zur Hold-Up-Messung wird hier die Spannung auf dem Scheitel eingeschaltet. Insbesondere bei Netzteilen kleinerer Leistungsklassen ist zu beachten, dass das Netzteil vor dem Test abgekühlt ist.

Dies begründet sich darin, dass die Strombegrenzung oftmals mit einem Heißleiter (NTC) realisiert wird, welcher in Reihe zum Eingang liegt. Bei Netzteilen höherer Leistungsklassen wird dies z.B. durch ein Relais übernommen, welches einen Widerstand in Reihe kurz nach dem Hochlaufen überbrückt. Hier ist zu beachten, dass der Einschaltstrom im kalten und warmen Zustand nahezu identisch ist. Bei der Lösung mittels NTC können sich Unterschiede je nach Betriebstemperatur ergeben.

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