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Unstabilisierte Universalstromversorgungen (AC/DC)

Unstabilisierte Universalstromversorgungen sind robuste AC/DC-Netzgeräte mit stufen- oder stufenlos einstellbarer Ausgangsspannung und hohem Ausgangsstrom. Sie basieren in der Regel auf einem Trenntransformator mit nachgeschaltetem Brückengleichrichter und Glättungskondensator. Dadurch stehen wahlweise AC- und/oder DC-Spannungen im Bereich von Sicherheitskleinspannung bis hin zu höheren Prüfspannungen zur Verfügung, etwa für Labor, Werkstatt, Ausbildung und Prüffeld.

Fragen & Antworten zu unstabilisierten Universalstromversorgungen

Was ist der Unterschied zwischen stabilisierten und unstabilisierten Netzgeräten?

Stabilisierte Netzgeräte halten die Ausgangsspannung elektronisch weitgehend konstant, unabhängig von Netzschwankungen und Laständerungen. Unstabilisierte Netzgeräte liefern dagegen eine lastabhängige Ausgangsspannung, die direkt vom Transformator und der Gleichrichtung abhängt. Das führt zu höheren Toleranzen und Restwelligkeit, ermöglicht aber oft eine einfache, robuste und überlastfeste Ausführung mit hoher Dauerleistung.

Wofür eignen sich unstabilisierte Universalstromversorgungen typischerweise?

Sie werden vor allem für allgemeine Versuchsaufbauten, Prüffelder, Ausbildungslabore, Funktionstests und als universelle Energiequelle für ohmsche und induktive Lasten eingesetzt. Typische Anwendungen sind das Testen von Motoren, Relais, Magnetventilen, Lampen, Heizwiderständen oder anderen Verbrauchern, bei denen eine präzise, hochstabile Spannung nicht im Vordergrund steht.

Welche Ausgangsbereiche sind üblich?

Je nach Gerät stehen häufig variable Ausgangsspannungen von etwa 0–30 V AC/DC im Bereich der Sicherheitskleinspannung und zum Teil deutlich höhere AC-Spannungen, beispielsweise bis 225 V, zur Verfügung. Die Nennströme reichen von wenigen Ampere bis in den zweistelligen Amperebereich, sodass auch hohe Lasten wie Motoren oder größere Prüflinge versorgt werden können.

Wie erfolgt die Einstellung von Spannung und Strom?

Die Spannung wird entweder stufenlos über Potentiometer oder grob/fein über Schalter mit festen Spannungsschritten eingestellt. Manche Geräte bieten getrennte Einstellelemente für AC- und DC-Ausgänge. Der Strom ergibt sich aus der angeschlossenen Last und wird durch die Nennstrombegrenzung des Netzgeräts sowie durch innenliegende Schutzorgane wie thermische Schutzschalter begrenzt.

Welche Rolle spielt die Restwelligkeit bei unstabilisierten Netzgeräten?

Durch die einfache Gleichrichtung und Glättung besitzt die DC-Ausgangsspannung eine vergleichsweise hohe Restwelligkeit. Für viele Anwendungen wie Antriebe, Magnetspulen oder Heizungen ist dies unkritisch. Für empfindliche Elektronik oder Messschaltungen ist hingegen meist ein stabilisiertes oder speziell gefiltertes Netzgerät mit geringer Welligkeit erforderlich.

Was bedeutet galvanische Trennung von Ein- und Ausgang?

Bei galvanischer Trennung ist der Ausgang über einen Trenntransformator vom Netz galvanisch isoliert und erdfrei. Dadurch wird das Sicherheitsniveau erhöht und es können Mess- und Prüfaufbauten realisiert werden, bei denen eine definierte Bezugserde wichtig ist. Außerdem lassen sich so Serien- oder Parallelschaltungen mehrerer Geräte flexibler und sicherer umsetzen.

Können AC- und DC-Ausgänge gleichzeitig genutzt werden?

Viele Universalstromversorgungen arbeiten mit einem Transformator, dessen Sekundärspannung wahlweise direkt (AC) oder über einen Gleichrichter (DC) zur Verfügung steht. Ob AC und DC gleichzeitig nutzbar sind, hängt vom konkreten Gerätedesign ab. Häufig müssen die Betriebsarten über Schalter umgeschaltet werden, sodass nur eine Art der Ausgangsspannung zur gleichen Zeit verfügbar ist.

Welche Schutzfunktionen sind bei unstabilisierten Netzgeräten wichtig?

Typische Schutzfunktionen sind thermische Überlastschalter im Transformator, Netzsicherungen, kurzschlussfeste Auslegung bestimmter Ausgangsbereiche, Temperaturüberwachung und gegebenenfalls Strombegrenzung. Zusätzlich können Ausgänge über Sicherheitsbuchsen, Schutzisolierung und definierte Schutzgrade (z. B. IP30) abgesichert sein, um einen sicheren Labor- und Werkstattbetrieb zu gewährleisten.

Wie wird die Ausgangsspannung überwacht?

Viele Geräte verfügen über analoge oder digitale Anzeigen für Spannung und Strom, teils getrennt für AC und DC. Damit lassen sich Ausgangsgrößen direkt am Gerät kontrollieren, ohne zusätzliche Messgeräte anschließen zu müssen. Bei einfacheren Modellen kann die Überwachung auch ausschließlich mit externen Messgeräten erfolgen.

Welche Kriterien sind für die Auswahl eines unstabilisierten Netzgeräts entscheidend?

Wichtige Auswahlkriterien sind der erforderliche Spannungsbereich (AC/DC), der maximale Ausgangsstrom, die Dauerleistung in VA, die geforderte Spannungsart (Sicherheitskleinspannung oder höhere Prüfspannung), die Art der Lasten (induktiv, ohmsch, kapazitiv) sowie gewünschte Komfortfunktionen wie Mehrfachausgänge, Anzeigen, umschaltbare Spannungsbereiche und Schutzfunktionen.

Wie beeinflussen Laständerungen die Ausgangsspannung?

Bei unstabilisierten Netzgeräten sinkt die Ausgangsspannung mit steigender Last infolge des Innenwiderstands von Transformator und Gleichrichterschaltung. Dies führt zu einer sogenannten Lastabhängigkeit. Für Versuche und Prüfaufbauten wird dieser Effekt häufig bewusst in Kauf genommen, da er das Verhalten realer Versorgungsnetze gut abbildet und die Schaltungsauslegung praxisnah überprüft werden kann.

Können mehrere unstabilisierte Netzgeräte kombiniert werden?

Sofern die Ausgänge galvanisch getrennt und erdfrei sind, können Netzgeräte in Reihe geschaltet werden, um höhere Spannungen zu erzielen, oder parallel, um den verfügbaren Strom zu erhöhen. Dabei müssen die zulässigen Isolationsspannungen, Strombegrenzungen und die richtige Polung sorgfältig beachtet werden, um Beschädigungen und gefährliche Betriebszustände zu vermeiden.

Welche Bauformen sind üblich?

Unstabilisierte Universalstromversorgungen werden meist als robuste Tischgeräte mit Tragegriff und gut zugänglichen Sicherheitsbuchsen ausgeführt. Das Metallgehäuse dient der mechanischen Stabilität, der Wärmeabfuhr und der elektromagnetischen Abschirmung. Große Kühlflächen und Konvektionskühlung ermöglichen hohe Dauerleistungen ohne zusätzliche Lüftergeräusche.

Wie wirken sich Netzspannungstoleranzen auf die Ausgangsgrößen aus?

Da die Geräte direkt vom Netztransformator abhängen, führen Schwankungen der Netzspannung zu proportionalen Änderungen der Ausgangsspannung. Innerhalb der üblichen Netzspannungs­toleranzen bleiben die Abweichungen in einem definierten Bereich, sollten bei präzisen Versuchen oder Prüfnachweisen aber berücksichtigt oder mit zusätzlichen Messungen dokumentiert werden.

Ist der Einsatz für elektronische Schaltungen möglich?

Der Einsatz ist prinzipiell möglich, allerdings sind die höhere Restwelligkeit und die Lastabhängigkeit der Spannung zu beachten. Für empfindliche Elektronik, digitale Schaltungen oder Referenzmessungen werden häufig zusätzliche Filterstufen, Vorregler oder nachgeschaltete, stabilisierte Labornetzgeräte eingesetzt, um stabile Versorgungsspannungen mit geringer Welligkeit bereitzustellen.