Netzteil

Netzteil eines C64.

Unter Netzteil versteht man entweder ein eigenständiges Gerät oder eine Baugruppe, die Geräte mit anderen Spannungen oder Strömen versorgt, als das herkömmliche Stromnetz über die Steckdose liefert.

Allgemeines

Netzteile werden immer dann benötigt, wenn die Spannung, die aus dem öffentlichen Netz kommt, zu hoch oder zu niedrig ist. Die häufigste Anwendung ist jedoch das Reduzieren der Spannung.

Man unterscheidet heute hauptsächlich zwischen linear geregelten Netzteilen und Schaltnetzteilen.

Linear geregelte Netzteile liefern immer eine Gleichspannung und sind vom Aufbau sehr einfach gehalten. Sie beinhalten einen Transformator, dessen Primärwicklung direkt von der Netzspannung gespeist wird. Dieser setzt die Spannung auf den oder die erforderlichen Ausgangswerte um und stellt die galvanische Netztrennung sicher. Der nachgeschaltete Gleichrichter wandelt diese nun in eine pulsierende Gleichspannung um und der folgende Linearregler stellt die konstante Ausgangsspannung her.

Bei Schaltnetzteilen wird die Eingangsfrequenz erhöht, dadurch kann man kleinere Transformatoren verwenden. Als positiver Effekt steigt hierbei auch der Wirkungsgrad. Der Aufbau ist sehr viel komplexer als bei linear geregelten Netzteilen, da hier je nach Einsatzgebiet die Schaltfrequenz oder das Pulsbreitenverhältnis variieren.

Bauarten

Commodore 16 Steckernetzteil

Steckernetzteil

Für kleine Leistungen sind Steckernetzteile heute der gängigste und meist verwendete Typ von Netzteilen. Bei dieser Bauform ist der Stecker für das Wechselstromnetz in das Gehäuse des Netzteils integriert. Die umgewandelte Spannung wird über ein - meist - fest eingebautes Kabel mit einem vorgegebenen Stecker abgegeben. Diese Netzteile sind in der Regel speziell für ein Gerät gedacht und können selten für andere Geräte verwendet werden. Es gibt jedoch auch universelle Steckernetzteile. Diese haben in der Regel einen Adapteranschluss, über den unterschiedliche Stecker angesteckt werden können, so dass sie auf ganz unterschiedliche Geräte passen. Zusätzlich kann man bei diesen Netzteilen in der Regel auch die Ausgangsspannung verstellen.

Durch die kompakte Bauform, sind sie leicht zu transportieren. Allerdings sind sie in der Umwandlungsleistung eingeschränkt und werden daher meist nur für kleinere Geräte oder für Geräte mit kleiner Leistungsaufnahme eingesetzt.

Am häufigsten findet man diese Steckernetzteile bei Handys, Schnurlostelefonen, Ladegeräten und ähnlichem.

Externe Netzteile

Externe Netzteile sind in der Regel größer als Steckernetzteile und haben ein Kabel mit Stecker für die Steckdose. Bei einigen gibt es auch die Möglichkeit das Netzkabel zu entfernen, da es mit einem Standardstecker angeschlossen ist. Hier gibt es entweder die Variante mit Kaltgerätesteckern oder 2-poligen Flachsteckern, einige Hersteller verwenden auch spezielle 3-polige Varianten. Auf der Verbraucherseite sind meist spezielle Stecker mit einem Kabel angeschlossen. Eher selten sind hier die Varianten mit Adaptern auf der Verbraucherseite oder mit einstellbarer Ausgangsspannung.

Durch die größere Bauform, können auch größere Ausgangsleistungen erzielt werden. Meist ist aber auch eine erhebliche Wärmeentwicklung dabei. Man sollte also auf gute Belüftung achten.

Diese Bauart fand vor allem bei Commodore Verwendung, wie z.B. beim C64/128/16/116, Plus/4, VC-20 oder bei den Diskettenlaufwerken 1541-II und 1581.

Heute werden diese Art von Netzteilen bei größerem Leistungsbedarf und meist bei stationären Geräten verwendet. Insbesondere bei Notebooks kommt diese Bauart vor und HP hat lange Zeit diese Netzteile auch bei Druckern verwendet.

Interne Netzteile

Interne Netzteile werden in der Regel als Baugruppen verwendet und finden im Gehäuse des Gerätes Platz. Es gibt dabei die offene und die geschlossene Bauform. Bei der offenen Bauform, ist das Netzteil mit allen Komponenten auf einer Platine untergebracht, die offen im Gehäuse verbaut wird. Dies wird bei Geräten verwendet, die in der Regel vom Benutzer nicht geöffnet werden. Die geschlossenen oder auch gekapselten Netzteile sind in einem eigenen separaten Gehäuse untergebracht und werden dann so in das Gerät eingebaut.

Durch die Möglichkeit das Netzteil im Gehäuse des Gerätes unterzubringen, kann die Leistung deutlich erhöht werden. Allerdings hat dies den Nachteil, dass die Gehäuse der Geräte deutlich größer sein müssen, denn man braucht sowohl den Platz für das Netzteil als auch genug Platz um die Belüftung sicher zu stellen. Der größte Vorteil dieser Bauart ist jedoch, dass man relativ viel Leistung umwandeln kann und nur wenig Einschränkungen hat.

Offene interne Netzteile finden bei vielen Geräten ihren Einsatz, insbesondere bei größeren Geräten und wenn sehr viel Leistung verlangt wird, wie z.B. in Röhren-Fernsehern.
Geschlossene interne Netzteile kommen vor allem in modernen PCs zum Einsatz. Der Vorteil ist, das man diese Netzteile als eigene Komponente betrachtet und sie auch mit relativ wenig Aufwand austauschen kann. Durch die geschlossene Bauform, sind sie auch im Betrieb gesichert und man kann das Gerät öffnen in dem das Netzteil verbaut ist.

Netzteil des Commodore 64

Der Commodore 64 wird mit einem externen Netzteil über die Netzbuchse mit Spannung versorgt. Er benötigt 5 V Gleichspannung (DC) und 9 V Wechselspannung (AC). Die 5 V Gleichspannung darf in der Regel im Spannungsbereich von etwa 4,95 bis 5,05 schwanken, ansonsten funktioniert der C64 nicht einwandfrei.

Die Leerlaufspannung auf der 9V-Schiene liegt bei 10,3 V, gemessen an einem keilförmigen Modell bei 230 V Netzspannung. Das modernere Modell "Ziegelstein" lieferte 9,8 V Leerlaufspannung. Beide Netzteile entstammen allerdings der Zeit, als die Netzspannung noch 220 V (+/-10 %) war. Daraus ergeben sich rechnerisch folgende Spannungen:

	-10 %	220 V	+10 %
keilförmiges Modell	8,8 V	9,8 V	10,8 V
quaderförmiges Modell	8,4 V	9,4 V	10,3 V

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  Netzteil des C64

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  Netzteil-Rückseite

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  Späteres Netzteil des C64

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  Kompakte Variante in Keilform

Aufbau

Es gibt mindestens zwei verschieden aufgebaute Versionen des C64-Netzteils: Die ursprüngliche keilförmige, auch oft "Türkeil" oder "Elefantenfuß" genannte und die quaderförmige, "Ziegelstein" genannte. Die erstgenannte liefert laut Typenschild 1,5 A bei 5 V Gleichspannung (U_ = 5 V oder 5 VDC, 1,5 A), und 9 V Wechselspannung mit einem Ampere (U~ = 9 V oder 9 VAC, 1 A). Die quaderförmige liefert 1,7 A bei U_ = 5 V und ist komplett mit Kunstharz vergossen. Bei der keilförmigen sind nur der Transformator und der Spannungsregler vergossen. Die aus vier Dioden und zwei Kondensatoren aufgebaute Spannungsgleichrichtung und -siebung ist unvergossen und somit reparier- und verbesserbar.

Schutzschaltungen

Beide Netzteilmodelle verfügen über keinen Schutz vor Überspannung. Wenn der LM7805-Spannungsregler versagt, können am Ausgang des Netzteils 9 bis 10 V anliegen, die den C64 zerstören. Falls man aus nostalgischen Gründen dennoch diese Netzteile benutzen möchte, empfiehlt es sich, eine Crowbar-Schaltung zum Schutz vor Überspannung zwischenzuschalten.

Ersatz und Alternativen

Da zusätzliche Hardware am C64 dem Netzteil mehr Leistung abverlangt, als dieses liefern kann, und die alten Netzteile durch Alterungsprozesse kaputt gehen können, wodurch auch der C64 Schaden nehmen kann, empfiehlt es sich Alternativen zu prüfen.

Diese sind:

• Umbau des Originalnetzteils: Die 5 V über eine moderne Schaltnetzteilplatine erzeugen lassen. Dadurch wird der Trafo entlastet. Günstig, meist relativ einfach umzusetzen. Der Original-Look bleibt erhalten.
• Simpel und sicher: Zwei Steckernetzteile: Eins, das 9 V Wechselspannung mit mindestens 1 A und ein Zweites, das 5 V Gleichspannung mit mindestens 1,5 A liefern kann, werden gemeinsam mit dem passenden Netzteilstecker verbunden - die beiden Netzteile sollten immer nur gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden können.
• Für Profis (Netzspannung 230 V - Lebensgefahr!): Siehe 64'er Ausgaben 1/91 (Super Netzteil für C64) und 8/92 und 9/92 (Power auf Dauer, Teile 1 und 2).
• Mit zusätzlichem Trafo für 9 V Wechselspannung ausgerüstete PC-Netzteile werden durch ihre hohe Ausgangsleistung am C64 kritisch beurteilt.
• Man kann die 9 V Wechselspannung auch aus dem alten Commodore-Netzteil entnehmen und nur die 5 V Gleichspannung aus einem modernen Netzteil gewinnen. Die 9V-Schiene des Originalnetzteils geht so gut wie nie kaputt.
• Erzeugung der 9V-Wechselspannung: Zum Beispiel das "MK1" bedient sich dieses Weges.

Bei Nachbauten des 9V-Teils ist es empfehlenswert, darauf zu achten, dass die Leerlaufspannung maximal 15 % über der Nennspannung liegt (Leerlaufspannungfaktor maximal 1,15); das entspricht den 10,3 V, die auch das Original liefert.

Ähnliche Themen

• C64-Netzbuchse
• Stromverbrauch der Bauteile im C64

Weblinks

Wikipedia: Netzteil

• Archive.org: Netzteil für Commodore-Geräte bei docshardwarekiste.de
• Steckerbelegung ATX-Netzteil bei blinkfueer.de

Quellen

Dieser Artikel wurde Artikel des Monats.