Einfaches "Labornetzteil" selber bauen

OP #4195185
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Hi,
Ich bin schon seit einer Weile auf der Suche nach einer Schaltung für 
ein kleines Regelbares Netzteil, das die Spannung, sowie den Strom 
regeln kann. Schließlich bin ich bei dieser Schaltung gelandet: 
(Anhang).

-Ist das eine empfehlenswerte Schaltung, oder ist die nur ein Haufen 
zusammengeworfener Bauteile?

-Muss das der lm317k sein oder kann das auch der lm317t sein, denn der 
lm317k ist sehr teuer:
http://www.conrad.it/ce/de/product/1260264/PMIC-LM317K-STEELNOPB-TO-3-2-Texas-Instruments?ref=searchDetail

Danke für eure Antworten.
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Gast #4195210
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Die Schaltung ist Vorsicht zu betrachten:

Der PNP Transisitor mur im Kurzschlussfall sehr viel Leistung vertragen. 
Bei 35 V am Eingang sind da 5 A wohl etwas viel - eher so 2 bis 
vielleicht 3 A sind realistischer. Der LM317 ist bei 35 V auch schon 
dicht am Limit.

Die Stabilität gegen Schwingen ist auch eher fraglich: der L317 ist als 
Regler recht schnell und dürfte mit dem eher langsamen PNP 
Leistungstransistor zu sehr ausgebremst werden. Wie genau sich die 
Schaltung verhält hängt dann ggf. vom Hersteller des ICs ab - da gibt es 
viele und die müssen nicht alle ganz gleich sein. Bei gutmütiger Last 
kann es noch funktionieren.

Die Gehäuseform beim LM317 ist eher nicht so kritisch, denn der muss nur 
einen kleinen Teil des Stromes liefern, wenn auch ggf. bei hoher 
Spannung.
Die Spannung lässt sich nur bis 1,2 V runter regeln - das ist nicht mehr 
so ganz zeitgemäß.
#4195221
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Das ist wohl eine der in application notes üblichen Schaltungen.
Kein Hersteller darf sich leisten, da völligen Unsinn zu 
veröffentlichen.

Allerdings: Es kann auch der Stand der Technik vor 30 oder 40 Jahren 
sein oder der gewaltsame Versuch, die vielfache Anwendbarkeit des IC 
LM317 zu demonstrieren.

Der Teufel steckt oft im Detail. Hier wird z.B. ein Ausgangskondensator 
(Tantal) von 10µF gewünscht. Ob Stabilität des Reglers da auch andre 
Werte für den Kondensator zulässt?
Für R8 fehlt die Wertangabe.
Die zusätzliche Spannung von -6 V ist etwas lästig.
Ein extra  V+ (unbekannt?) ebenfalls.
Ein MJ4502 dürfte ein schwer zu beschaffender Exot sein.
Den LM301 dürften inzwischen andere Opamps abgelöst haben.
Ganz präzise Spannung lässt sich auch nicht erwarten, da die 
Referenzspannung im LM317 sitzt, der auch Leistungsbaustein ist und 
daher große Temperaturänderungen durchmacht.

Ein LM317k und ein LM317T dürften sich wohl nur in bezug auf das Gehäuse 
unterscheiden. Dazu gibt es Datenblätter, wo man die Gehäuse anschauen 
kann und auch die Grenzdaten (Pmax Rth usw.) vergleichen kann und dann 
die Entscheidung treffen kann.

Vermutlich ist der 317k die Version im edlen TO3-Gehäuse sein, der 317t 
die Version im üblichen TO220. Ob vertauschbar, entscheiden Leistung im 
317 und verwendeter Kühlkörper.
Den 317k ist diese Schaltung wohl nicht mehr wert.

Meine Meinung: Wenn Du die notwendigen Bauteile schon hast, probiers 
aus.
Wenn nicht, such weiter, alleine die Suche bringt Lerneffekte und eine 
bessere Schaltung.
Gast #4195241
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Hallo Sebastian

Wenn dir 0 - 25V und 0 - 1,5A reichen, habe ich etwas ganz altes aber 
auch solides gefunden.

Alt aber bewährt ! Ich hatte es damals selbst nachgebaut und viele Jahre 
in Verwendung.

Die Teile sind auch heute noch einfach zu beschaffen.

Siehe Anlage :-)


lg, Nick
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OP #4195321
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Peter R. schrieb:
> Wenn nicht, such weiter, alleine die Suche bringt Lerneffekte und eine
> bessere Schaltung.

Ich habe das Netz wieder ein bisschen durchstöbert und bin auf das hier 
gestoßen(Anhang).
Diese Schaltung verspricht schon ordentlich Leistung.

Ganz sicher, ob die was Wert, ist bin ich zwar nicht aber ich hoffe dass 
sie mir, wenn ich sie bauen würde, um die Ohren fliegt.

Jetzt bitte ich um die Meinung der Profis.
Danke.
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Persönliche Seite #4195348
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MOSFET-Endstufen in LNGs ergeben normalerweise keinen Sinn, weil sie 
keinen Vorteil ggü Bipolartransistoren haben (nein, man spart auch 
keinen Strom, weil der Basisstrom ebenfalls durch die Last fließt), aber 
meist mehr kosten und laterale Typen (die sich besonders für lineare 
Anwendungen eignen, während das bei vertikalen FETs (Hexfet, Trenchfet 
und wie sie alle heißen) deutlich schwieriger ist - Stichwort 
Spirito-Effekt) nicht so gut verfügbar sind (für einen Privatbastler).

In der Schaltung ist die Ausgangsspannung sehr ungenau (und unter 
unterschiedlicher Last auch sehr unterschiedlich), der 393 ist ziemlich 
auf Kante genäht (24 V * sqrt(2) * 110 % - 1.2 V ~ 36 V), 0.22 Ω 
Sourcewiderstand kommt mir etwas wenig vor (bzgl thermischer 
Stabilität), aber mit höherem Widerstand würde das Verhalten natürlich 
noch schlechter, ...
Gast #4195353
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Sebastian W. schrieb:
> Ich habe das Netz wieder ein bisschen durchstöbert und bin auf das hier
> gestoßen(Anhang).

Ja, im Netz findet man allerhand.

24V~ sind ja 22,6...26.4V~, haben eine Spitzenspannung von 30-38V, 
ergeben nach Gleichrichterdioden 28-36V, wenn man da 6A aus 4700uF zieht 
bleiben von der Spitzenspannung in jeder Halbwelle 16-24V, diese 
schwankede Spannung kann man Super mit einem Poti als Sollwertvorgabe 
einstellen, und über 10k auf das Gate weiter NMOSFETs geben, an deren 
Source-Anschlss damit 6V weniger rauskommen, also 10-18V, über 0.22 Ohm 
macht bloss mickrige 0.66V Spanungsabfalle (bei weitem nicht geeignet 
zur Stromverteilung zwischen den MOSFETs, dafür müssten es 2V bei 3A 
sein, also 0.68 Ohm/7W) so sind immer noch 9.34 vor der Diode am 
Ausgang, die noch ca. 8.5V übrig lässt. Schwankend mit einem Brumm von 
12V.

Die Schaltung ist frei erfundener Bullshit. Da braucht man über die 
StromREGELung mit einem LM393 KOMPARATOR nicht weiter nachdenken, 
jegliche fehlende Kompensationsnetzwerke zur Unterdrückung der 
Schwingneigung, ohne Spannungsreferenz und ohne Vergleich der 
Ausgangsspannung hinter den Ausgangsdioden mit dieser Spannungsreferenz 
kann es niemals ein Netzteil sein.

Kannst du einreihen unter Magnetmotor, overunity-Maschinen, 
elektromagneteische Entkalkungsgeräte und Aluhüte.
Persönliche Seite #4195411
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MaWin schrieb:
> Die Schaltung ist frei erfundener Bullshit. Da braucht man über die
> StromREGELung mit einem LM393 KOMPARATOR nicht weiter nachdenken,
> jegliche fehlende Kompensationsnetzwerke zur Unterdrückung der
> Schwingneigung, ohne Spannungsreferenz und ohne Vergleich der
> Ausgangsspannung hinter den Ausgangsdioden mit dieser Spannungsreferenz
> kann es niemals ein Netzteil sein.
Die Schaltung ist wirklich sehr fragwürdig in ihrer Funktion. Leider 
gibt es "im Internet" (in diesem Sinne) keinerlei 
"Qualitätsüberwachung".

> Kannst du einreihen unter Magnetmotor, overunity-Maschinen,
> elektromagneteische Entkalkungsgeräte und Aluhüte.
Das ist schon etwas übertrieben. Wobei, in beiden Fällen hat die 
Schaltung "mal für jemanden einmal funktioniert". Von daher ;-)
(Firma: matzetronics) #4395799
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Franz schrieb:
> Wie sieht es mit diesem Netzteil aus ?

Sieht mir nach dem krampfhaften Versuch aus, bloß ohne negative 
Versorgungsspannung auszukommen und erfordert OpAmps, die bis auf null 
herunter ansteuerbar sind, du brauchst also echte Rail-to-Rails.
Die Referenz wird mit einem 7805 erzeugt - ob das so das Gelbe vom Ei 
ist?
Ich habe aber schon schlimmeres gesehen. Beachte, das der TIP142 aber 
ein Darlington ist, der in der Schaltung nicht das richtige Symbol hat.

Anbei noch ein kleines sehr zuverlässiges Netzteil 0-30V, 0-400mA - eine 
uralte Schaltung. Viel Glück beim Verstehen, mich hat das einigen 
Gehirnschmalz gekostet.
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Persönliche Seite #4395890
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Manfred H. schrieb:
> Sieht mir so nach Ph...... aus. Richtig?

Philips PE1509. Habe ich, funktioniert einwandfrei, das einzige Problem 
sind die Spezial-Potis mit eingebautem Doppel-Schiebeschalter (für 230 
V), ziemlich unschön zu ersetzen, da passende Ersatzteile nicht 
beschaffbar sind.

Matthias S. schrieb:
> kleines

Das 1509 ist ein echt niedliches Netzteil :-)
Gast #4395966
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Die Uraltschaltung sieht schon ganz gut aus. Beim Prinzip ist vieles 
gut.

Eine Schwierigkeit ist aber, das der Kompensationspins am OP benutzt 
wird - der OP ist also nicht so ohne weiteres durch einen anderen 
(moderneren) Typ zu erstzen. Die Stromregelung geht über einen diskreten 
Transistor und ist damit eher nicht so temperaturstabil wie es mit einem 
OP möglich wäre. OPs waren damals offensichtlich noch relativ teuer.
(Firma: matzetronics) #4396078
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Marian  . schrieb:
> sind die Spezial-Potis mit eingebautem Doppel-Schiebeschalter (für 230
> V), ziemlich unschön zu ersetzen, da passende Ersatzteile nicht
> beschaffbar sind.

Das kannst du laut sagen. Mir ist es allerdings gelungen, eines der 
Potis komplett auseinanderzunehmen, zu entkrachen und vor allen Dingen, 
es auch wieder zusammenzubauen. Helferlein dabei war ein Klecks 
Wundvaseline, der während des Zusammenbaues die Federn des Schalters 
gehalten hat.
Den Netzschalter allerdings habe ich einfach durch einen extra Schalter 
in der Rückwand ersetzt.

Lurchi schrieb:
> eher nicht so temperaturstabil wie es mit einem
> OP möglich wäre

In der Praxis spielt das keine Rolle - die Stromregelung ist doch recht 
stabil, wenn das Ding erstmal seine Arbeittemperatur hat.
Das Datenblatt des TAA243 (mit Innenschaltung) von 1969(!) mal anbei.
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Gast #4396150
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Nein, der Transistor hat keine Batterie.
Es gibt einen optionalen 62.5khz pwm step down/up Vorregler.
Ja, ich dachte den 5v Spannungsregler durch ein lm723 zu ersetzen, um 
eine echte Referenz zu haben, sowie die 5v für den uc .
#4396312
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Guten Abend,

Keine Angst ich will mich nicht einmischen;-)

Wollte nur mal anfragen wenn es nicht zu viel Arbeit macht das Gerät 
aufzumachen, ob es Dir möglich wäre mir ein paar schöne Photoaufnahmen 
vom "Innenleben" dieses historischen LNGs zu machen.

Hier ist eine Link zu Philips Instrumenten Unterlagen:

http://www.radiodatabase.nl/meetapparatuur/philips/PE1509/PE1509.htm


Gruß,
Gerhard
Persönliche Seite #4396639
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Gerhard O. schrieb:
> Wollte nur mal anfragen wenn es nicht zu viel Arbeit macht das Gerät
> aufzumachen, ob es Dir möglich wäre mir ein paar schöne Photoaufnahmen
> vom "Innenleben" dieses historischen LNGs zu machen.

Das Gerät ist sehr leicht zu öffnen und sehr servicefreundlich gebaut. 
Vier Schrauben, zwei pro Gehäusehälfte, entfernen, Kunststoffgehäuse 
abziehen, und schon lässt sich die einzige Platine wie ein Buch 
aufklappen für bequemen Zugriff auf beide Seiten.

Das Gerät ist auf den Fotos komplett im Originalzustand (inkl. stark 
kratzendes Spannungspoti, wenn in U-Anzeigestellung). Die Elkos sehen 
teilweise etwas ranzig aus, sind elektrisch aber okay und daher nicht 
sonderlich weit oben auf meiner Liste. Auf der Platine sind einige 
Rückstände und auf den Kühlblech finden sich auch einige 
Kolophonium-Perlen (von vor fünfundvierzig Jahren).

Wie man auf den Fotos und im Schaltplan sehen kann, handelt es sich auch 
um ein LNG mit "korrektem" Trafo, d.h. mit Schirmwicklung.
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#4396645
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Marian  . schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Wollte nur mal anfragen wenn es nicht zu viel Arbeit macht das Gerät
>> aufzumachen, ob es Dir möglich wäre mir ein paar schöne Photoaufnahmen
>> vom "Innenleben" dieses historischen LNGs zu machen.
>
> Das Gerät ist sehr leicht zu öffnen und sehr servicefreundlich gebaut.
> Vier Schrauben, zwei pro Gehäusehälfte, entfernen, Kunststoffgehäuse
> abziehen, und schon lässt sich die einzige Platine wie ein Buch
> aufklappen für bequemen Zugriff auf beide Seiten.
>
> Das Gerät ist momentan komplett im Originalzustand (inkl. stark
> kratzendes Spannungspoti, wenn in U-Anzeigestellung). Die Elkos sehen
> teilweise etwas ranzig aus, sind elektrisch aber okay und daher nicht
> sonderlich weit oben auf meiner Liste. Auf der Platine sind einige
> Rückstände und auf den Kühlblech finden sich auch einige
> Kolophonium-Perlen (von vor fünfundvierzig Jahren).
>
> Wie man auf den Fotos und im Schaltplan sehen kann, handelt es sich auch
> um ein LNG mit "korrektem" Trafo, d.h. mit Schirmwicklung.

Hallo Marian,

Vielen Dank. Das Netzteil gefällt mir. Sieht innen recht gut 
durchgedacht aus und sehr servicefreundlich.

Vielleicht könne man neue Poties auf kleine verschiebbare Plättchen 
montieren die sich axial verschieben lassen und seitlich einen externen 
Schiebeschalter anzubringen. Diese Poties werden leider heute nicht mehr 
gefertigt. Ein schwieriger Fall wenn man den Originalcharakter des 
Geräts erhalten möchte.


Grüße,
Gerhard
(Firma: matzetronics) #4398061
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Marian  . schrieb:
> Das Gerät ist sehr leicht zu öffnen und sehr servicefreundlich gebaut.

Mich freut dabei immer der sorgfältig umwickelte Kabelbaum. Bei Marians 
Bildern wundert mich allerdings der 2N3055. Bei mir ist da ein BDY20 
drin, wie im Schaltbild vermerkt.
Meins sieht aber lange nicht mehr so sauber aus, es wird seit ungefähr 
30 Jahren fast jeden Tag benutzt.

Gerhard O. schrieb:
> Vielleicht könne man neue Poties auf kleine verschiebbare Plättchen
> montieren die sich axial verschieben lassen und seitlich einen externen
> Schiebeschalter anzubringen.

Hatte ich auch erst drüber nachgedacht. Aber der Aufwand ist recht hoch 
und deswegen habe ich den Netzschalter einfach durch einen externen 
ersetzt - das ist hier auch kein Museum, sondern ein Labor :-)
Und das wichtige Strom/Spannungs Schaltpoti konnte ich dann doch 
reparieren, siehe oben.
#4398070
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Matthias S. schrieb:
> Mich freut dabei immer der sorgfältig umwickelte Kabelbaum.

Mich nicht.

Man soll zusammengehörige Signale (Hinleitung/Rückleitung) zusammen 
verlegen aber nicht andere Signale dranbündeln wegen dem Übersprechen.

Früher war auch das schlechte Kammlayout bei Versorgungsspannungen 
normal
1
 + ---------+----------+----------+--+
2
            |          |          |  |
3
    +-----+ |  +-----+ |  +-----+ |  |
4
    |     |-+  |     |-+  |     |-+  |
5
    |     |    |     |    |     |    |
6
    |     |    |     |    |     |   1uF
7
    |     |    |     |    |     |    |
8
  +-|     |  +-|     |  +-|     |    |
9
  | +-----+  | +-----+  | +-----+    |
10
  |          |          |            |
11
 -+----------+----------+------------+
bis man entdeckt hat, daß damit 10MHz nicht möglich sind.
Persönliche Seite #4398093
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Matthias S. schrieb:
> Bei Marians
> Bildern wundert mich allerdings der 2N3055. Bei mir ist da ein BDY20
> drin, wie im Schaltbild vermerkt.

Die beiden sind ja identisch, allerdings hätte ich auch den (Philips) 
BDY20 erwartet. Sollte der mal getauscht worden sein, wäre das 
allerdings außergewöhnlich sauber gemacht worden (Litze um die 
Anschlusspins gewickelt etc.)
Gast #4627320
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Habe ebenfalls 2 1509 mit 2N3055 und kann bestaetigen, dass die 
Schaltung bzw. die Geraete sehr robust sind.
Neulich ging ein Drehspulinstrument nicht mehr, und unabhaengig davon 
liess sich seit einiger Zeit auch der Nullpunkt von Spannung und Strom 
nicht mehr korrekt einstellen, es erschien negative Spannung von ca. 
0,6V am Ausgang bei kleinen Potiwinkeln.
Ausserdem sollte der Spannungs- und Strombereich etwas erhoeht werden.
Da die Regelungen sonst sehr gut funktionieren, habe ich nach Ausschluss 
von defekten Halbleitern bzw. unterbrochenen Potis 2 Widerstaende sowie 
ein V/A- LED -Einbauinstrument eingefuegt, sh. Bild. Es wurde auch R64 
abgetrennt, um die Spannung zu erhoehen. Dadurch keine negative 
Ausgangsspannung mehr, auch der Strom laesst sich von 0,004 A an 
einstellen - koennte man noch bei Bedarf durch zusaetzliches Poti von 
einigen zig Ohm auf Null abgleichen.
Allerdings ist die Regelung bei U > 30 V oder I > 400mA nicht mehr so 
genau. Thermisch verkraftet das Geraet die maximale Verlustleistung 
(jetzt I max =  0,56A) problemlos, selbst bei tropischen 
Umgebungsbedingungen.
Angehängte Dateien:
Gast #4631223
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Errata:
Zur Erhoehung der max. Spannung wurde der eingefuegte R_402 am Fusspunkt 
des Potis angebracht, und NICHT am Fusspunkt von R42 (dort wuerde er die 
maximale Spannung minimal verringern). Auch dank der 
Trafo-Wicklungsanschluesse fuer 220V Spannung ist genug Spannungsreserve 
am Leistungstransistor, um 34V zu erzielen.
Beide Widerstaende R_401 und R_402 wurden also an den Anschluessen der 2 
Potis eingeloetet, was auch am einfachsten war.
Anbei das korrigierte Schaltbild.
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Gast #4632208
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Wie Wäre es denn mit dem Netzteil NE481 von RIM electronic? Ich habe 
dieses Netzteil schon lange im Betrieb und es funktioniert immer noch 
einwandfrei.
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Gast #4632302
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Hat irgendjemand der Wörtchen: "Einfach" gesehen?

Ist wohl irgendwo in den Beiträgen verschütt' gegangen;-)

Das RIM-Teil ist wohl eher etwas für die Augen.
Mit dem, was Gehäuse und Zubehör kosten, kann man wohl viele, kleine 
Netzteile in die Welt setzen.
(Firma: matzetronics) #4632348
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Jan schrieb:
> Ich habe
> dieses Netzteil schon lange im Betrieb und es funktioniert immer noch
> einwandfrei.

Sieht doch gar nicht schlecht aus - vor allem praktisch, das man keinen 
speziellen Trafo wie beim o.a. Philips braucht. Man muss ja nicht gleich 
zwei davon aufbauen, wenn man nur eine Spannung braucht.

Das PDF kommt auf jeden Fall in meinen Entwicklerordner -zumindest als 
Manifest des 70er Jahre Zeitgeists.
Gast #4632992
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Amateur schrieb:
> Hat irgendjemand der Wörtchen: "Einfach" gesehen?
>
> Ist wohl irgendwo in den Beiträgen verschütt' gegangen;-)

Nicht verschütt gegangen, das Wort hat sich freiwillig versteckt!
Warum? Nun, es hat nach kurzer Hampelei im Text gemerkt, das es sich 
total mit dem Wort Labor... beißt! Das Wort hat nun bei "einfaches 
Bastelnetzteil" ein neues Zuhause gefunden.

Im Ernst: Klar kann man für einfache Bastelanwendungen ein Netzteil 
bauen, das auch solide funktioniert. An ein wirkliches Labornetzteil 
stellt man aber ganz andere Anforderungen.
- Spannungs- und Stromkonstanz unter allen Lastbedingungen
- Keine (längeren) Überschwinger beim Einschalten oder Lastwechseln 
(Impulsbelastung)
- EMV-Festigkeit
- Temperaturstabil auch bei stundenlanger Vollast (Kühlung)
-
....

Old-Papa

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