Neues Netzteil für einen alten Computer

Die Sammlung meiner Home-Computer der 80er Jahre umfasst in der Zwischenzeit mehr als 40 Geräte. Sie sind zum größten Teil hier auf der Website zu finden. Alle Computer sind in funktionsfähigem Zustand und werden in regelmäßigem Abstand getestet, damit das auch so bleibt. Einer der Computer, der Acorn BBC Micro A, in den ich viel Zeit gesteckt habe, um ihn zu restaurieren, versagte mir den Dienst, als ich ihn beim letzten Testlauf eingeschaltet habe.
Natürlich habe ich sofort die Sicherung getestet, weil es naheliegend ist, dass diese durchgebrannt ist - aus welchen Gründen auch immer. Es war schwierig, an die Sicherung zu kommen, da dazu das gesamte Netzteil aus dem Computer ausgebaut werden musste. Die Sicherung war aber in Ordnung. Also habe ich mit der elektronischen Fehlersuche begonnen.
Vorneweg muss ich anmerken, dass mir Schaltnetzteile nicht besonders liegen. Ich habe mich immer davor gedrückt, solche Teile zu öffnen, geschweige denn sie zu reparieren. Trotzdem habe ich es versucht.
Nachdem ich mir das Schaltbild und den Bestückungsplan aus dem Internet herunter geladen hatte, habe ich sinnvollerweise erst einmal die Ausgangsspannungen des Netzteils gemessen. Das war relativ einfach, da die Spannungen +5V, -5V und +12V.über einen Stecker nach außen geführt werden. Es waren keine Spannungen zu messen.
Da es natürlich möglich war, dass ein Fehler auf der Computer-Platine das Netzteil abgeschossen hat, holte ich mir einen Rat in der entsprechenden Facebook-Gruppe. Dort wurde mir gesagt, dass der Computer startet, wenn nur die +5V angeschlossen werden. Tatsächlich startete der Computer normal und zeigte den Startbildschirm mit der Meldung »BBC Computer 32k«. Alle Tasten waren erreichbar - es war also kein Folgefehler eines Defekts auf der Hauptplatine des Computers.
Nach einem Blick auf die Netzteil-Platine, gefolgt von einem Blick in das Schaltbild, war mir relativ schnell klar, dass ich mit der Fehlersuche wenig Erfolg haben würde. Das Original-Netzteil ist ein diskret aufgebautes Schaltnetzteil aus China und wurde 1983 gebaut. Die Bauteile sind, bis auf die Kondensatoren und die Dioden, nicht mehr zu bekommen, was eine gründliche Internetrecherche bestätigte. Die Suche nach einem Ersatznetzteil war insofern erfolgreich, dass auf Ebay UK eines für einen Preis erhältlich war, den ich nicht bereit war zu bezahlen. Hier drängte sich dann der Gedanke auf, ein eigenes Netzteil zu entwerfen, dass die drei Spannungen mit der geforderten Stromstärke liefert, seinen Reiz.
Da ich in einem anderen Computer, einem Alphatronic PC8 von Triump Adler, einige Jahre zuvor ebenfalls das +5V-Netzteil ersetzen musste, war der Gedanke naheliegend. Also habe ich ein neues Netzteil für den alten Acorn BBC Micro A gebaut

Entwurf der Schaltung und der Platine

Das Ziel war es, ein Netzteil mit drei Festspannungen zu konstruieren, das so wenig wie möglich Abwärme produziert. Es sollte einfach aufzubauen sein und nicht mehr Platz in Anspruch nehmen, als das zuvor verwendete. AC-DC-Wandler sind im Allgemeinen Schaltnetzteile, die eine Wechselspannung in eine entsprechende Gleichspannung umsetzen und dabei wenig Abwärme produzieren. Sie sind entsprechend klein, dabei aber relativ leistungsstark. Außerdem haben sie den Vorteil, dass sie einigermaßen preiswert sind.
Da ich beim Bau des +5V-Netzteils ebenfalls einen AC-DC-Wandler eingesetzt hatte, war die Wahl nicht schwer, diese noch einmal einzusetzen. Meine Wahl fiel also auf zwei Wandler von Meanwell. Diese sind der IRM-15-12 mit einer Ausgangsspannung von +12V und einem maximalen Ausgangsstrom von 1,25A, und der IRM-20-5 mit einer Ausgangsspannung von +5V und einem maximale Ausgangsstrom von 4A. Die Toleranz der Ausgangsspannung liegt bei beiden Wandlern bei 2,5%. Für die -5V-Spannung war kein äquivalenter AC-DC-Wandler zu finden. Daher entwarf ich eine einfache Schaltung, bestehend aus einem Minitrafo, einem Gleichrichter, einem Ladekondensator und einem Festspannungsregler LM7905. Am Festspannungsregler sind sowohl vom Spannungseingang als auch vom Spannungsausgang je ein Kondensator gegen GND geschaltet, um eventuelle HF-Störungen auszukoppeln. Der LM7905 ist auf einen Kühlkörper montiert, da er als einziges Bauteil eine nennenswerte Abwärme produzieren kann. Die Gesamt-Stromaufnahme von -5V ist nicht größer als 100mA, weswegen ein Trafo mit einer Leistung von 15VA und einem maximalen Ausgangsstrom von 250mA gut reicht.
Um die Spannungen anzuzeigen befinden sich noch drei LEDs auf der Platine, die fröhlich vor sich hin leuchten, sobald der Computer eingeschaltet ist. Die Vorwiderstände sind so dimensioniert, dass pro LED nicht mehr als 16mA Strom fliesen. Sinnigerweise sind auf dem Motherboard keine Anschluss für +12V vorhanden. Der Grund hierfür ist, dass der BBC Micro A quasi eine abgespeckte Version ohne I/O-Ports und Shugart-Anschluss für Diskettenlaufwerke ist. Die Steckplätze sind leer bzw. die Bauteilpositionen sind nicht bestückt.
Abgesichert ist das Netzteil mit zwei Sicherungen. Da die AC-DC-Wandler einen relativ hohen Anlaufstrom haben, sind ihnen eine Schmelzsicherung mit 5A vorgeschaltet. Die -5V sind mit 250mA abgesichert. Um das Netzteil einigermaßen einfach ein- und wieder auszubauen, wurden Schraubanschlüsse AKL101-02 verwendet.

Zum Schluss

Natürlich übernehme ich für den Nachbau keinerlei Verantwortung. Wenn das Netzteil nachgebaut wird, geschieht das auf eigene Verantwortung. Des Weiteren weise ich darauf hin, dass hier mit einer primären Netzspannung von 230VAC gearbeitet wird. 230VAC - 50Hz sind gefährlich! Ein Stromschlag kann zum Tod führen. Bitte beachten Sie deswegen die Sicherheitsregeln, die im Auswahlmenü gleich nach dem Vorwort zu finden sind!

Stückliste

In der folgenden Stückliste sind die Bauteile alphabetisch aufgeführt. Da ich die meisten Bauteile von Reichelt bezogen habe, sind hier auch gleich noch die entsprechenden Bestellnummern mit angegeben.

Pos	Name	Wert	Gehäuse	Bestellnummer Reichelt
1	Br1	B125R	Brückengleichrichte	B380R DIO
2	C1	1000µF	Elko stehend	RAD LXZ 25/1K0A
3	C2,C3	22nF	Keramik	X7R-5 22N
4	D1	LED rot 3mm	LED 3mm rot	RND 135-00120
5	D2	LED grün 3mm	LED 3mm grün	RND 135-00157
6	D3	LED gelb 3mm	LED 3mm gelb	RND 135-00141
7	2*F1	FI 5A MT	Sicherungshalter 5X20	PL 120000
8	2*F2	FI 0.25AT	Sicherungshalter 5X20	PL 120000
9	GEH1	TO220 FK222 SA-220	Kühlkörper für TO220	FK 222 SA-220
0	IC1	IRM-15-12	AC/DC-Wandler 12V	IRM-15-12
11	IC2	IRM-20-5	AC/DC-Wandler 5V	IRM-20-5
12	IC3	LM7905	TO 220, -5V	LM 7905 CT
13	K1 - K7	AKL101-02	Anschlussklemme	AKL 101-02
14	K8, K9	K1X01	Schutzleiter	M3-Schraube und Mutter mit Zahnscheibe
15	R1	680	Widerstand 0207	1/4W 220, Kohle oder Metall
16	R2, R3	220 Ohm	Widerstand 0207	1/4W 220 Ohm
17	Tr1	Trafo 230VAC/15VAC	Mini-Trafo	387.15-1

Schaltbild, Layout und Bestückungsplan