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9 Volt symmetrisch


Für Verstärkerschaltungen und Operationsverstärker benötigt man oft eine positive und eine negative Betriebsspannung, also eine sogenannte symmetrische Spannungsversorgung. Ich habe mir daher ein einfaches Netzteil gebaut, welches eine symmetrische und stabilisierte Gleichspannung von 9 Volt liefert. Durch Wahl eines anderen Festspannungsreglers kann man aber auch eine Spannung wählen.



Das Netzteil

Es ist relativ einfach zu bauen. Man benötigt zunächst einen Trenntrafo, der 2 mal 9 Volt liefert, also zwei Ausgangswicklungen hat. Diese beiden Ausgangswicklungen werden gleichsinnig in Reihe geschaltet (wie das geht ist hier beschrieben). Das ergibt dann 18 Volt. Die Verbindung zwischen beiden Wicklungen ist die Bezugsmasse. Sie liegt auf 9 Volt. Der untere Anschluß (0 Volt) sind dann die 9 Volt negative und der obere Anschluß (18 V) die 9 Volt positive Spannung; immer gemessen zur Bezugsmasse.


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Die Schaltung des Netzteils


Der untere Anschluß (0 Volt) und der obere Anschluß (18 Volt) werden mit den Wechselspannungseingängen des Brückengleichrichters verbunden. Der Plusausgang des Brückengleichrichters ist die positive 9 Volt Gleichspannung, der Minusausgang die negative 9 Volt Gleichspannung. Dahinter wird für beide Spannungen zur Glättung je ein Elko mit 3300 oder 4700 µF parallel geschaltet. Hier sollte man unbedingt auf die richtige Polung achten!

Nach den Elkos kommt je ein Festspannungsregler für die Stabilisierung der Gleichspannung. Bei der positiven Spannung ist es der LM 7809, bei der negativen der LM 7909. Auch bei den Festspannungsreglern ist unbedingt auf die richtige Anschlußbelegung zu achten! Diese ist bei beiden Typen nämlich nicht identisch! Ein falscher oder verpolter Anschluß zerstört den Regler sofort!


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Die Anschlußbelegung der beiden Festspannungsregler


Die Eingangsspannung für die Festspannungsregler muß immer 2 bis 3 Volt höher liegen als ihre Ausgangsspannung. Das ist hier aber kein Problem. Da die großen Elkos C1 und C2 die Spannungsspitzen der pulsierenden Gleichspannung aus dem Gleichrichter überbrückt, wird die Ausgangsspannung etwa so groß wie der Scheitelwert der sinusförmigen Wechselspannung die aus dem Trafo kommt! Das sind bei 9 Volt etwa 12,5 Volt - es reicht also!

Man kann aber auch einen Trafo mit 2 mal 12 Volt nehmen, wenn man keinen anderen bekommt. Die Festspannungsregler vertragen nämlich eine Eingangsspannung von maximal 35 Volt!

Wichtig sind auch die beiden Kondensatoren C3 / C5 und C4 / C6 an den Festspannungsreglern. Sie verhindern Schwingungen und sollten daher so dicht wie möglich an den Reglern liegen! Auch hier muß man bei Verwendung von Elkos unbedingt auf die Polung achten!

Wichtig sind auch die Freilaufdioden an den beiden Festspannungsreglern, welche jeweils einen Regler in falscher Polarität überbrückt. Sie verhindern eine Zerstörung der Regler, falls die Ausgangsspannung einmal höher als die Eingangsspannung werden sollte.

Bei Strömen bis 200 mA kann auf ein Kühlkörper für die Festspannungsregler verzichtet werden. Darüber sollte man einen verwenden! Die Regler können auf einen Kühlkörper montiert mit maximal 1 Ampere belastet werden. Für mehr Strom gibt es spezielle Regler, die aber auch deutlich teurer sind und mit großen Kühlkörpern versehen werden müssen!


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Die Streifenplatine beim Anordnen der Bauteile


Ich habe diese Schaltung auf eine Streifenplatine aufgebaut. Das Netzteil sollte einen Strom von maximal 1 Ampere liefern können, was für elektronische Schaltungen allemal ausreicht.


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Die Streifenplatine beim Verlöten


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Die fertige Schaltung auf der Streifenplatine


Nachdem die Schaltung fertig aufgebaut ist, wurde nochmal alles auf Kurzschlüsse kontrolliert. Anschließend wurde der Trafo provisorisch angeschlossen und die Brücke zur Reihenschaltung der beiden Sekundärwicklungen gesetzt. Wenn man zwischen den beiden anderen Anschlüssen der Sekundärwicklungen (die nicht mit der Brücke verbunden sind) etwa 20 Volt (oder bei einem Trafo mit 2 mal 12 Volt etwa 26 Volt) mißt, ist die Brücke richtig gesetzt! Dies war bei mir sofort der Fall.


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Da der Trafo wie alle Netzteile mit Netzspannung betrieben wird, ist hier immer große Vorsicht geboten! Daher sind ohne Ausnahme vor der Planung oder dem Baubeginn diese Hinweise zu lesen und zu beachten!!!


Der Rest ist dann der übliche Kleinkram: Löcher bohren, Buchsen einbauen und alle Anschlüsse verlöten. Sinnvoll sind weiterhin noch zwei LEDs, welche die Betriebsbereitschaft beider Spannungen anzeigen. Die LED für die negative Spannung muß natürlich mit der Anode an der Bezugsmasse liegen!

Ich habe für alles ein ausreichend großes Kunststoffgehäuse vorgesehen. Der Trafo wurde mit Metallschrauben am Gehäuseboden festgeschraubt. Da die Köpfe der Metallschrauben von außen berührbar sind, muß der Eisenkern des Trafos über die Montageschienen mit dem Schutzleiter verbunden werden!


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Das Gehäuse während des Baus...


Nachdem die Brücke auf der Sekundärseite des Trafos richtig gesetzt war, wurde die Schaltung auf einwandfreie Funktion getestet. Und da gab es erstmal ein Problem. Die Spannung am Ausgang des LM 7809 war mit 9 Volt in Ordnung. Nur am Ausgang des 7909 wurden -9,5 Volt angezeigt, wobei die Spannung langsam immer höher wurde und nach 1 Minute bereits -10,5 Volt erreichte. War der Regler defekt?

Zunächst wurden nochmal alle Verbindungen auf der Platine geprüft. Manchmal fehlt doch noch eine Leiterbahnunterbrechung. Durch sowas ist mir schon mal ein Regler abgeraucht. Die Verbindungen waren hier aber alle in Ordnung und die vorhandenen Leiterbahnunterbrechungen (nachmessen!) auch in Ordnung. Schließlich fand ich den Fehler. Der Kondensator C6 war nicht zwischen dem Ausgang des Reglers und Masse geschaltet, sondern zwischen dem Ausgang und dem Eingang! Sowas passiert schon mal. Also wurde er richtig eingelötet und schon hatte ich am Ausgang des LM 7909 konstante -9 Volt.


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Testen der Schaltung


Wie so oft der Fall, wird das komplette Gerät nicht an einem Tag fertig gemacht. Einen Abend die Anordnung der Teile im Gehäuse festlegen und die Löcher bohren und ausfeilen, an einem anderen Abend die Platine bestücken und verlöten und wieder an einem anderen Abend alles in das Gehäuse einbauen und die Anschlußleitungen anlöten. Und manchmal fehlt auch noch ein Teil und man unterbricht die Arbeit erstmal wieder um am nächsten Tag die fehlenden Teile zu besorgen...


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Nicht alles wird an einem Abend fertig...


Dieses Mal lag das unfertige Netzteil recht lange, nämlich viele Monate. Irgendwann holte ich es wieder hervor und lötete die Verbindungsleitungen vom Trafo zu den Sicherungen, und von diesen zu den Anschlußbuchsen. Dann wurden die Löcher für die Platine gebohrt, und die Platine nochmals getestet sowie alle Lötstellen angesehen. Anschließend wurde die Platine ins Gehäuse eingebaut. Es folgte der Einbau der Buchsen, Sicherungshalter und der LEDs.

Die restlichen Fotos folgen später, wenn das Netzteil ganz fertig ist.

Natürlich kann man so ein Netzteil auch für andere Ausgangsspannungen bauen. Man braucht nur andere Festspannungsregler zu nehmen. Es gibt sie für folgende positive Ausgangsspannungen:

  • LM 7805 = 5 Volt
  • LM 7806 = 6 Volt
  • LM 7808 = 8 Volt
  • LM 7809 = 9 Volt
  • LM 7812 = 12 Volt
  • LM 7815 = 15 Volt
  • LM 7818 = 18 Volt
  • LM 7824 = 24 Volt

Und für folgende negative Ausgangsspannungen:

  • LM 7905 = 5 Volt
  • LM 7906 = 6 Volt
  • LM 7908 = 8 Volt
  • LM 7909 = 9 Volt
  • LM 7912 = 12 Volt
  • LM 7915 = 15 Volt
  • LM 7918 = 18 Volt
  • LM 7924 = 24 Volt

Man muß nur darauf achten, daß die Eingangsspannung der Regler etwa 2 bis 3 Volt höher sein muß als die Spannung am Ausgang der Regler! Hier zählt die Spannung am Elko nach dem Gleichrichter, in der Schaltung oben also C1 und C2.


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