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Prozessor-Power-Supply - PPS 5330 Teil 2/3
Aus ELVjournal 05/2007
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Bausatzinformationen
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| 3 | 7,5 | OK | 4/07 |
Das PPS 5330 liefert 0–30 VDC mit einer maximalen Strombelastbarkeit von 3 A und stellt somit den im Elektronik-Labor meistgenutzten Bereich zur Verfügung. Eine komfortable Bedienung mit der Sollwert-Vorgabe über einen Inkrementalgeber, ein großes hinterleuchtetes Display, ein Metallgehäuse mit hochwertiger Alufront und gute Regeleigenschaften zeichnen dieses interessante Netzgerät aus. Im zweiten Teil des Artikels erfolgt nun die detaillierte Beschreibung des praktischen Aufbaus.
Nachbau
Der praktische Aufbau dieses interessanten Netzgerätes ist aufgrund der übersichtlichen Konstruktion nicht schwierig, auch wenn die Schaltbilder zunächst den Eindruck eines aufwändigen und komplizierten Nachbaus vermuten lassen. Da aber bei einem Großteil der Schaltung Komponenten in SMDAusführung zum Einsatz kommen und diese bereits werkseitig vorbestückt sind, ist in Wirklichkeit der praktische Aufbau verhältnismäßig einfach und recht schnell erledigt. Auch der softwaremäßig durchzuführende Abgleich trägt wesentlich zur Nachbausicherheit bei. Von Hand zu bestücken sind nur noch die Bauelemente in konventioneller Ausführung, wobei es sich vorwiegend um die Leistungselektronik handelt. Insgesamt sind im PPS 5330 drei Leiterplatten vorhanden, wobei natürlich der wesentliche Teil der Komponenten auf der großen Basisplatine untergebracht ist. Neben der Basisplatine ist noch eine Frontplatine mit dem Display und den Bedienelementen sowie eine primärseitige Netzteilplatine vorhanden.Bestückung der Basisplatine
Wie bereits erwähnt, sind bei der großen Basisplatine sämtliche SMD-Komponenten an der Platinenunterseite vorbestückt. Bei den bedrahteten Bauelementen sind zuerst die Widerstände dem Bestückungsplan entsprechend einzulöten. Die Anschlüsse der Widerstände werden auf Rastermaß abgewinkelt, von oben durch die zugehörigen Platinenbohrungen geführt, an der Platinenunterseite leicht angewinkelt und verlötet. Danach werden die überstehenden Drahtenden, wie auch bei allen nachfolgend zu bestückenden Bauteilen, mit einem scharfen Seitenschneider direkt oberhalb der Lötstellen abgeschnitten. Im nächsten Arbeitsschritt erfolgt die Bestückung der Dioden, wobei unbedingt die korrekte Polarität zu beachten ist. Dioden sind üblicherweise an der Katodenseite (Pfeilspitze) durch einen Ring gekennzeichnet. Zum Anschluss des Lüfters werden 2 Lötstifte mit Öse in die zugehörigen Platinenbohrungen von ST 11 und ST 12 gepresst und sorgfältig verlötet. Die Anschlüsse des Folien-Kondensators C 49 sind vor dem Verlöten an der Platinenunterseite so weit wie möglich durch die zugehörigen Platinenbohrungen zu führen.Weiter
geht es dann mit dem Einbau der Elektrolyt-Kondensatoren, deren
korrekte Polarität sehr wichtig ist. Falsch gepolte Elkos können
explodieren oder auslaufen. Bei den Elkos ist die Polarität meistens am
Minuspol gekennzeichnet. Die Elkos C 15 und C 16 werden nicht jetzt,
sondern zu einem späteren Zeitpunkt bestückt. Zum Anschluss der beiden
Festspannungsregler IC 1 und IC 2 dienen 3-polige Stiftleisten, die
direkt in die zugehörigen Bohrungen der Platine zu löten sind.
1,3-mm-Lötstifte werden zum Anschluss der Tran sistoren T 2 bis T 5
benötigt. Diese Stifte werden ebenfalls von oben in die zugehörigen
Platinenbohrungen gepresst und an der Unterseite sorgfältig verlötet.
Eine danach einzulötende 14-polige Stiftleiste (ST 8) stellt die
Verbindung zur Frontpla tine her. Die Stiftleisten müssen vor dem
Verlöten an der Platinenunterseite plan auf der Platinenoberfläche
aufliegen. Die Platinen-Sicherungshalter für die beiden Feinsicherungen
SI 1 und SI 2 sowie für die Kfz-Flachsicherung SI 3 bestehen jeweils aus
2 Hälften. Vor dem Verlöten müssen die Hälften der Sicherungshalter
unbedingt plan auf der Platinenoberfläche aufliegen. Gleich nach dem
Bestücken der Halterungen werden die zugehörigen Sicherungen eingesetzt.
Montage des Lüfter-/Kühlkörperaggregates
Besonders bei hoher Ausgangslast und gleichzeitig niedriger Ausgangsspannung entsteht in der Endstufe Abwärme, die mit Hilfe eines Lüfter-/Kühlkörperaggregates im PPS 5330 abgeführt wird. Die Leistungstransistoren, der Leistungsgleichrichter GL 1 und die beiden Festspannungsregler IC 1 und IC 2 werden daher an diesen Kühlkörper montiert, der aus 2 Profilhälften besteht. Die beiden Hälften des Profils werden zunächst mittels der Schwalbenschwanz-Führungen zusammengefügt und danach mit einer Öffnung nach oben auf die Arbeitsplatte gestellt (die Fügerillen sollen zum Betrachter weisen).
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| Bild 6: Konfektionierung der Lüfter-Anschlussleitungen |
Der
Kühlkörper weist an 4 seiner Außenflächen mittig konturierte Rundnuten
auf, die für die Aufnahme von M3-Schrauben ausgelegt sind und genau zu
den 4 Montagebohrungen des Lüfters passen. Es werden Montageschrauben M3
x 30 mm verwendet, die jeweils durch die Montageflansche des Lüfters zu
führen sind. Mittels eines Schraubendrehers dreht man die Schrauben
dann mühelos ein, lässt sie aber noch etwas locker. In die 4
Kühlkörpermontagebohrungen der Basisplatine werden nun von unten
Schrauben M3 x 6 mm gesteckt. Auf der Bestückungsseite folgt eine
Pertinax-Isolierplatte. Die Schrauben werden danach mit M3-Muttern
versehen, die jedoch nur mit wenigen Windungen aufzuschrauben sind.
Anschließend wird der Kühlkörper von hinten auf die Platine
aufgeschoben. Je 2 Muttern verschwinden dabei in 2 Nuten des
Kühlkörpers, wobei die Lüfterseite mit den Anschlussleitungen zur
Platine hin orientiert sein muss.
Das
hintere Ende des Kühlkörpers muss genau mit dem Kühlkörperrahmen im
Bestückungsdruck abschließen, und nun werden zunächst die 4 Schrauben in
der Platine, danach auch die 4 Lüftermontageschrauben angezogen. Die
Anschlussleitungen des Lüfters werden an ST 11 (schwarze Leitung) und ST
12 (rote Leitung) angelötet. Zur Montage der Transistoren und Dioden
werden in die oberen Einschubnuten beidseitig des Kühlkörpers M3-Muttern
eingeschoben, und zwar 4 Muttern auf der rechten Seite und 3 Muttern
auf der linken Seite des Kühlkörpers. Sämtliche Muttern gehören mittig
über die Anschlüsse der zu montierenden Leis tungs-Bauteile. Die
Leistungstransistoren und die beiden Spannungsregler werden jeweils mit
einer Glimmerscheibe versehen, die beidseitig mit etwas Wärmeleitpaste
bestrichen wurde. Zur Verringerung des Wärmewiderstands zwischen dem
Gehäuse und dem Kühlkörper darf auf diese Paste keinesfalls verzichtet
werden. Jeweils mittels einer Isolierbuchse und einer Schraube M3 x 6 mm
werden die Bauteile fest am Kühlkörper angeschraubt, so dass ihre
Anschlusspins genau über den zugehörigen Lötstiften bzw. Stiftleisten zu
liegen kommen (Abbildung 8 bis 10).
Nun
ist es zweckmäßig, die montierten Komponenten auf eventuelle
Kurzschlüsse zum Kühlkörper hin zu überprüfen. Im Anschluss hieran sind
dann die Anschluss beinchen der Transistoren und Spannungsregler mit den
zugehörigen Anschluss stiften der Platine zu verlöten. Der
Leistungsgleichrichter GL 1 ist unbedingt mit der im Bestückungsdruck
angegebenen Polarität einzubauen, auch zu erkennen an der abgeschrägten
Gehäuseseite in Abbildung 10. Da die bedruckte Gehäuseseite am
Kühlkörper anliegen muss, ist hier etwas Wärmeleitpaste aufzubringen.
Die Montage am Kühlkörper erfolgt dann mit einer Schraube M3 x 12 mm,
einer Unterlegscheibe und einer M3-Zahnscheibe. Das Verlöten der
Anschlüsse erfolgt erst, wenn das Bauteil fest verschraubt ist.
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| Bild 11: Die Leitungsabschnitte für die beiden Temperatursensoren und die Ausgangsbuchsen |
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| Bild 12: Die Konfektionierung der beiden Temperatursensoren und Isolierung mit Schrumpfschlauch |
Die
Montage erfolgt danach mittig auf den Kühlkörper, wozu eine M3-Mutter
bis ungefähr zur Mitte in die entsprechende Nut des Kühlkörpers zu
schieben ist. Die Befestigung der Schelle auf dem Kühlkörper ist mit
einer Schraube M3 x 5 mm vorzunehmen. Zwischen dem Schraubenkopf und der
Metallschelle ist eine M3-Fächerscheibe erforderlich. Unter Beachtung
der korrekten Polarität sind nun die beiden noch fehlenden Elkos C 15
und C 16 einzulöten. Das letzte noch zu bestückende Bauteil auf der
Basisplatine ist das Leistungsrelais REL 1. Vor dem Verlöten an der
Platinenunterseite muss das Gehäuse des Relais plan auf der
Platinenoberfläche aufliegen. Danach wird Leitungsabschnitt 5 von oben
durch die Platinenbohrung von ST 6 und Leitungsabschnitt 6 von oben
durch die Platinenbohrung von ST 7 geführt und an der Platinenunterseite
verlötet. Im nächsten Journal erfolgt die Beschreibung des weiteren
Nachbaus mit Frontplatine und Display sowie der Netz platine,
Inbetriebnahme und Abgleich.
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| Ansicht der fertig bestückten Basisplatine von der Unterseite (SMD-Bestückung) mit zugehörigem Bestückungsplan |
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- Prozessor-Power-Supply - PPS 5330 Teil 2/3
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