Symmetrisches Eurorack Netzteil

Um meine ersten Experimente mit Eurorackmodulen zu machen, habe ich 2012 schon mein erstes einfaches symmetrisches Netzteil entwickelt um meine Projekte mit drei Spannungen zu versorgen. Das Netzteil „ANALOG ONE“ wurde extra für meinen analogen Controller „ ANALOG SIX“ gebaut. Das Netzteil hatte mit 750 mA aber zu wenig Leistung für andere Projekte.

Warum braucht man eigentlich ein symmetrisches Netzteil? Na Ja! Wenn man sich etwas mit der analogen Elektronik beschäftigt wird man schnell feststellen, dass viel mit Operationsverstärker (OP-Amps) gearbeitet wird. Viele OP-Amps benötigen zwei Versorgungsspannungen z.B. Vs+ und Vs- +/- 12 Volt. Das Eingangssignal wird einfach erklärt zwischen den beiden Spannungen Vs+ und Vs- eingespannt. Aber genauer möchte ich hier auf das Thema Operationsverstärker hier nicht eingehen.

Die dritte Spannung von +5V benötigt man fast immer für kleine ICs (Integrated Circuits) die mit nur einer Eingangsspannung arbeiten. Zum Beispiel der Timer NE555 hier reicht nur eine positive Versorgungsspannung Vcc von (4,5-15V).

Ein Schaltnetzteil wie bei einem Computer liefert zwar auch mehrere Spannungen. Um aber eine saubere lineare Gleichspannung zu bekommen, ist auch hier eine Glättung und Siebung notwendig.

Das klassische Netzteil

Also zurück zum klassischen Netzteil mit Trafo und Linearreglern für eine saubere lineare Ausgangsspannung. Und wie immer! Alles selber bauen und nicht kaufen!

Ich wollte ein symmetrisches Netzteil mit drei regelbaren Ausgangsspannungen von -12V/+12V und +5V was genug Dampf (Leistung) hat um mehrere Module mit Spannung zu versorgen.

Mit Kicad wurde ein Schaltplan gezeichnet und anschließend die PCBs bei JLCPCB produziert. Erstmals nur Prototypen um zu schauen wie die Qualität so ist. Die Qualität der PCBs ist sehr gut. Die hochwertigen Bauteile bestelle ich gern bei Mouser Electronics.

Das neue symmetrisches Netzteil heißt jetzt „ANALOG ONE MK2 PSU 3A 2019“ und kann Eurorackmodule, alte Synthesizer und Verstärker sauber mit Spannung versorgen.

Das Netzteil wurde aus Sicherheits- und Platz-Gründen in auf zwei PCBs aufgeteilt.

Mainboard-A ( Trafo mit Gleichrichtung 230V )

Das Board-A ist für die Aufnahme von einem „Sedlbauer 859773 Ringkerntransformator 1 x 230 V 2 x 15 V/AC 120 VA 4 A“ konstruiert. Die Gleichrichtung erfolgt auch auf diesem Board. Ausgang -15V und +15V Gleichstrom mit Restwelligkeit. Da auf diesem Board mit 230V Eingangsspannung gearbeitet wird, habe ich das Board mit dem Ringkerntrafo in einem alten PC-Netzteil Gehäuse verbaut. Es ist es relative sicher und ein Kaltgeräte Anschluss mit Schalter und Sicherung waren schon verbaut.

Bauteile Board-A

1 Stück Sedlbauer 859773 Ringkerntransformator 1 x 230V 2 x 15 V/AC 120 VA 4A
2 Stück VISHAY KBL06-E4/51 Brückengleichrichter 4.0 Amp 600 Volt
1 Stück Schurter 0031.8201 Sicherungshalter FUSE-HOLDER OGN
1 Stück Sicherungseinsatz 250V 1,25A bis 3,25 A
7 Stück Vogt Steckzunge 3866A-68 6,3mm x 0,8mm
1 Stück Schraube M6x70 (Trafo)
4 Stück Abstandsbolzen M3x10

Mainboard-B ( Glaettung und Regelung )

Auf dem Board-B werden die beiden Eingangsspannungen von -15 und +15 Volt geglättet. Die beiden Gleichspannungen durchfließen hier zwei relative große Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren mit je 22000 uF.

Der PCB hat aber auch die Plätze für kleinere Elektrolyt-Kondensatoren ja nach Bedarf. 4 x 6800 uF oder 4 X 4700 uF.  Als Linearspannungsregler arbeiten hier ein LT1185CT für die negative Spannung und zwei LT1085CT für die beiden positiven Spannungen. Alle drei Ausgangspannungen sind genau über die Potis einstellbar.

Bemerkungen zu Board-B

Auf diesem Board wurde der Footprint des LT1185CT verstauscht. Die Beine des LT1185CT müssten vorsichtig angepasste werden. Das ist aber kein Problem. Ich empfehle zusätzlich ein Verpolungsschutz mit zwei große SMD Dioden auf der Rückseite der Platine einzubauen.

Bauteile Board-B

19 Stück Vogt Steckzunge 3866A-68 6,3mm x 0,8mm
2 Stück AVX TAP106M035SCS Tantalkondensatoren – fest verdrahtet 35V
2 Stück Nichicon UFW1E223MRD Alu-Elektrolyt-Kondensatoren 25V 22000uF 25×50
3 Stück KEMET C322C104K5R5TA Keramik-Vielschichtkondensator 50V 0.1 uF
3 Stück Nichicon USA1H4R7MDD Alu-Elektrolyt-Kondensatoren 50V 4.7uF 5X7
3 Stück Comchip Gleichrichter 1A 1000V 1N4007-G
6 Stück Yageo MFR-25FBF52-240R Metallschichtwiderstände 240 OHM 1/4W 1%
1 Stück Yageo MFR-25FRF52-5K6 Metallschichtwiderstände 5.6K OHM 1/4W 1%
1 Stück Yageo MFR-25FRF52-4K3 Metallschichtwiderstände 4.3K OHM 1/4W 1%
3 Stück Littlefuse 30R300UU Rückstellbare Sicherungen
1 Stück Wurth Elektronik 61201621621 Sockel & Kabelgehäuse WR-BHD 2.54mm Box 16Pin Male Straight
2 Stück Analog Devices LT1085CT#PBF LDO Spannungs-Regulator Adj Low Dropout Pos VR 3A
1 Stück Analog Devices LT1185CT#PBF LDO Spannungs-Regulator Adj 3A Postive or Negative Low Dropout Regulator
3 Stück Bourns PV36W202C01B00 Abgleichwiderstände – Durchgangsbohrung 2.0 K 10mm Square 25turn
3 Stück Aavid 513102B02500G Heatsink for TO-220, Radial Fins, Vertical Mounting, 11 n Thermal Resistance, Black Anodized, 2.67mm Hole, 38.1×34.92×12.7mm
3 Stück Kingbright WP132XID Standard-LEDs RED DIFFUSED 3mm
4 Stück Abstandsbolzen M3x10
(Optional)
3 Stück Aavid 513302B02500G Heatsink for TO-220, Radial Fins, Vertical Mounting, 8 n
Thermal Resistance, Black Anodized, 2.67mm Hole, 63.5×34.92×12.7mm
2 Stück Diotc SMD Gleichrichterdiode ES3G DO-214AB 400V 3A

Fazit

Der Zusammenbau war sehr einfach da auf den PCPs alles sauber beschriftet ist. Bei allen Kondensatoren und Dioden ist auf die richtige Polung zu achten.

Da bei dem Board-B der Footprint des LT1185CT vertauscht wurde, ist hier etwas Handarbeit erforderlich. Die Beinchen von FB und Vout müssen nach vorne und GND, Vin und REF nach hinten gebogen werden. Siehe Datasheed vom LT1185CT.

Das ist aber kein Problem. Um ein Verpolungsschutz zu gewährleisten habe ich bei meinem Board-B auf der Rückseite noch zwei große 3A SMD Dioden implantiert. Dafür muss die Hauptleiterbahn auf der Negativen und Positiven Leiterbahn unterbrochen werden und anschließend die Dioden aufgelötet werden!

Also bitte bei der Verbindung der Boards darauf achten, dass die Polung passt.
Bei mir läuft das Netzteil bis heute ohne Problem ich habe alles in mein neues Modularsystem Case „FUSION X 100m 2020“ eingebaut und bin sehr zufrieden. Eventuell sollten etwas größere Heatsinks montiert werde um eine bessere Wärmeabfuhr zu gewährleisten. Viel Spaß beim nachbauen.

Die PCB sind als Bundel per Anfrage per E-Mail erhältlich.

Zu den Kosten

1. Die Bauteile kosten bei Mouser Electronics ca. 50 Euro
2. Der Sedlbauer 859773 Ringkerntransformator kostet ca. 30 Euro
3. Die beiden Mainbaords Board-A und Board-B ca. 40 Euro

Gesamtkosten für ein hochwertiges DIY Netzteil ca. 120 Euro

Verkabelung Ringkerntrafo Sedlbauer 859773 Board-A

• J13 (230V N) Farbe: blau 230V blue PRI
• JJ9 (230V L) Farbe: Braun 230V brown PRI
• J3 (15V SEC1) Farbe: schwarz 15V black SEC1
• J7 (15V SEC1) Farbe:rot 15V red SEC1
• J17(15V SEC2) Farbe: lila 15V violett SEC2
• J20(15V SEC2) Farbe: weiß 15V white SEC2

Board-A zu Board-B Verbindung

• Für die negative Gleichspannung -15V J33 mit J34 verbinden.
• Für die postitive Gleichspannung +15V J32 mit J31 verbinden.
• Für GND J35 mit J36 verbinden