hier ist mal wieder eine nützliche Schaltung, die in vielen Bastelstunden entstand. Sie wurde zunächst in LTspice komplett entwickelt/simuliert und erst dann aufgebaut. Funktionierte übrigens auf Anhieb, mußte aber noch optimiert werden.
Man kann damit genau 0 V +- 1,4% generieren. Der Innenwiderstand liegt im unteren 0-Ohm-Bereich, mit kaum meßbarer Temperaturdrift.
Was kann man damit machen?
- Durch die galvanische Trennung eignet sich die Schaltung sehr gut, um bei Spannungsmessungen an Röhrenradios einen Bezugspunkt mit 0 V herzustellen: Der Masseanschluß wird mit der elektrischen Masse (meist das Chassis) verbunden, und der "heiße" Anschluß mit der Masseleitung des Voltmeters. Fertig!
- Bei der Überprüfung des Nullpunktes im Spannungsmeßbereich von Digitalmultimetern hat mir die Schaltung schon gute Dienste geleistet. Für den Nullpunkt des Strommeßbereich ist sie ebenfalls geeignet; hierbei verfährt man genau umgekehrt: Zur Überprüfung löst man die Verbindung.
- Doppelte Sicherheit bei Kurzschlüssen durch einfache Parallelschaltung an einen schon vorhandenen Kurzschluß.
- Sichere Tiefentladung von Akkus.
Zur Schaltung:
Die 230 V Netzspannung gelangt abgesichert auf die Trafo-Eingangswicklung. Die Ausgangswechselspannung sollte im Niederspannungsbereich liegen. Die Wahl des Trafos ist insgesamt unkritisch; Langzeittestergebnisse liegen bisher jedoch nur für 6,7 und 19,3 V vor. Durch die Belastung mit dem Widerstand R entsteht am Ladekondensator eine Gleichspannung mit Brummanteil. Durch die Verbindung der beiden Ausgangsklemmen werden gleichzeitig Gleich- und Wechselspannungsanteil eliminiert; d. h. die Spannungserzeugung kommt ohne Justierarbeiten aus - korrekter Aufbau vorausgesetzt.
Kurz- und Langzeitdrift
Trotz der hohen Präzision ist die Ausgangsspannung sofort nach dem Einschalten stabil; sie ist sogar schon vor dem Einschalten stabil, ich hab's getestet. Daher kann die Verzögerung durch den Netzschalter vernachlässigt werden.
Beim Optimieren der extrem niedrigen Langzeitdrift stieß ich erstmals an physikalische Grenzen: Sie ist so gering, daß sie bei einer weiteren Reduzierung negativ würde!
Verhalten bei Spannungsausfall
Auch bei Netzspannungsausfall (Fachwort: Power-fail) behält der Nullspannungsgenerator seine guten Daten noch für einige Stunden - ein Benefit aus der ausschließlichen Verwendung hochwertiger Bauteile: Metallfilmwiderstand, 105°C-Elko (muß aber kein Low-ESR-Typ sein, siehe http://www.dampfradioforum.de/viewtopic ... 65#p140265) und Pollin-Gleichrichter.
Kaskadierbarkeit
Dank der Potentialtrennung lassen sich mehrere Generatoren kaskadieren. Man ermittelt die Gesamtausgangsspannung mit der Formel Ua = n * 0V, wobei n die Anzahl der hintereinandergeschalteten Nullspannungsgeneratoren ist.
Belastbarkeit
Im Bereich von 0 V kommt der Nullspannungsgenerator praktisch ohne eine Leistungsbegrenzung aus; er ist kurzschlußfest. Der Maximalstrom wird von der Belastbarkeit der Verdrahtung und der Anschlußklemmen bestimmt. Hier muß jeder seinen eigenen Kompromiß zwischen Qualität und Preis finden.
Elektromagnetische Verträglichkeit
In der Schaltung sind keine aktiven Bauteile, damit die Spannungsregelung unempfindlich gegen HF-Einstreuungen ist. Durch den Verzicht auf hier üblichen primär getakteten Schaltregler konnten die feldgebundene und die leitungsgebundene Störausstrahlung auf ein Minimum gesenkt werden.
Man kann sich den Nullspannungsgenerator bequem an einem Wochende aufbauen. Falls Ihr das mal macht, wäre ich für Erfahrungsberichte dankbar.
Gruß, Frank
Edit: BBCode-Tag korrigiert
