Modifikation eines Linearnetzteils

Teil 1

Viele moderne Funkgeräte benötigen eine externe Stromversorgung 13,7 Volt nominaler Spannung. Bei diesen NT unterscheidet man generell zwischen Schaltnetzteilen und Linearnetzteilen. Schaltnetzteile haben zwar den Vorteil, klein und leicht zu sein, stehen aber im Verdacht selbst erzeugte Signale im Hochfrequenzbereich ab zu strahlen und somit den Funkempfang zu stören. Deshalb greifen Funkamateure gerne zu den althergebrachten Linearnetzteilen, die aber immer seltener auf dem Markt angeboten werden.


Als typischer Vertreter der Linearnetzteile soll hier als Beispiel das Modell GSV-3000 der Firma Diamond behandelt werden, das zu einem Preis von um die 180 € im Fachhandel angeboten wird. Das Netzteil kann einen maximalen Strom von 30A liefern. Die Ausgangsspannung lässt sich von unter 1 Volt bis 15,8 Volt (Rastung 14 Volt) einstellen. Das Gerät besitzt eine Ausgangsstrombegrenzung sowie Schutzschaltungen gegen Kurzschluss und Falschpolung sowie einen automatisch gesteuerten Lüfter. 


Die traditionelle Schaltung mit vier Längstransistoren zur Spannungseinstellung und -regelung weist einige Auffälligkeiten auf, die durch die beschriebenen Modifikationen beseitigt werden.


  1. Tausch des Lüfters

Der Lüfter im NT wird durch eine kleine Schaltung, die im wesentlichen aus einem Thermistor und einem Transistor besteht gesteuert. Im Gegensatz zu älteren Ausführungen wird die Emitter-Kollektor-Strecke des steuernden Transistors (Q9 / TIP31C) mit einem Leistungswiderstand überbrückt. Dies hat zur Folge, dass der Lüfter ständig in kleiner Umdrehungszahl läuft. Obwohl der Lüfter nicht sehr laut ist, lässt sich durch einfaches Abzwicken eines Anschlusses des Widerstandes Abhilfe schaffen. Somit läuft der Lüfter nur noch selten bei höherer Belastung an.

Ich habe jedoch eine andere Verbesserung gewählt und den Lüfter gegen ein besonders  geräuschgedämpftes Exemplar getauscht. Dabei habe ich mich für den Artic F8 pro TC entschieden, der bei voller Drehzahl stolze 53 Kubikmeter Luft pro Stunde befördern kann. Zudem bringt der Lüfter eine eigene Temperatursteuerung mit und man kann auf die im NT eingebaute Steuerung verzichten  Dieser Lüfter wird um die 6€ gehandelt.


  1. Schutz gegen Überspannung am Ausgang
    Ein besonderes Problem bei Linearnetzteil ist die Gefahr der Überspannung am Ausgang des NT wenn einer oder alle der Längstransistoren einen  Durchbruch der Emitter- Kollektor- Strecke erleiden. Dann liegt potenziell die volle gleichgerichtete Spannung von 23V, weit über der zulässigen Betriebsspannung des Funkgerätes, an den Ausgangsbuchsen. Dies wird in fast allen Fällen zu einem Totalverlust führen. Um diesen Fall zu verhindern, dient eine kleine Schaltung mit drei Bauteilen, die im Falle einer Überspannung einen künstlichen Kurzschluss erzeugt und damit die Überstrombegrenzung des NT aktiviert, die die Ausgangsspannung auf nahezu Null setzt. Die Kosten hierzu belaufen sich auf etwa 10€ für einen Thyristor, eine Zenerdiode und einen Widerstand.

  2. Erhöhung der Festigkeit gegen elektromagnetische Interferenz (EMI)
    Linearnetzteil generieren i.d.R. zwar keine eigenen Störungen im Hochfrequenzbereich. Sie können aber elektromagnetische Interferenzen, die der Netzspannung überlagert sind an angeschlossene Geräte weitergeben oder von angeschlossenen Sendern und Endstufen gestört werden. Eine solche Beeinflussung ist mir am GSV-3000 zwar noch nicht aufgefallen, das NT sollte aber für zukünftige Fälle gerüstet werden.Netzseitig wird hierzu ein kommerziell gefertigtes 2-faches EMI-Filter nachgerüstet. Dieses ist unter der Bezeichnung CW4L2-20A bei diversen Händlern im Internet zu etwa 10€ zu erhalten.


Wer einen ausgangsseitigen Schutz gegen EMI haben möchte, dem sei das Filter ICOM OPC-1457A im Kabel zwischen NT und Funkgerät empfohlen. Das Filter bringt im Kurzwellenbereich Durchgangsdämpfungen von bis zu 60 dB. Bessere Werte lassen sich durch Eigenbaufilter kaum erzielen. Mir ist auch kein Platz im Gehäuse erkenntlich, an dem man ein entsprechendes Filter installieren könnte.



  1. Einbau einer Beleuchtung für die Messinstrumente
    Da die Messinstrumente beim abendlichen Funkbetrieb im abgedunkelten Raum nur schwer abzulesen sind, wird eine LED nachgerüstet, die für eine zuträgliche Beleuchtung sorgt.. 


  1. Nachrüstung von zwei Polklemmen / Bananenbuchsen auf der Geräterückseite
    Batterieanschlusskabel verlaufen üblicherweise auf der Rückseite der Geräte. Um nicht ein entsprechendes Kabel um die Geräteseite herum nach vorne legen zu müssen, wird auf der Rückseite des NT ein entsprechender Anschluss mit zwei (wahlweise vier) massiven 4mm Bananenbuchsen hergestellt


  1. Zurüstung für doppelten USB-Ladeanschluss

Die Autoladebuchse auf der Vorderseite wird mit einem doppelten USB-Ladeadapter bestückt. Damit stehen während das NT eingeschaltet ist ständig 5 Volt zum Betrieb und zur Ladung von Mobiltelefonen zur Verfügung


Einige Tipps zur praktischen Ausführung gebe ich in einem zweiten Teil. Ich möchte noch darauf hinweisen, dass einige der Modifikationen von verschiedenen Autoren im Internet beschrieben werden. Die jeweiligen Urheber sind aufgrund der zahlreichen Kopien nicht zu ermitteln. Ich kenne allerdings keine Seite, auf der alle hier beschriebenen Modifikationen in deutscher Sprache zusammengefasst werden.


Teil 2


Im ersten Teil habe ich beschrieben, welche Verbesserungen an einem handelsüblichen Linearnetzteil sinnvoll erscheinen. Beispielhaft wurde dies an einem Diamond GSV-3000 aufgezeigt. In ähnlicher Form sind die Arbeiten an jedem anderen Linearnetzteil denkbar.


Praktische Ausführung der Arbeiten

Als erstes wird das Gehäuse geöffnet und für die Modifikationen vorbereitet. Dazu werden die zwölf schwarzen Schrauben des Gehäusedeckels entfernt und der Deckel abgenommen. Danach schraubt man die beiden vom Gehäuseboden aus zugänglichen frontseitigen silbernen Schrauben heraus. So lässt sich die Gehäusevorderseite mit den Messinstrumenten und Anschlüssen etwas abziehen.
  1. Tausch des Lüfters

    Mit einem dünnen Kreuzschlitzschraubenzieher löst man die vier Befestigungsschrauben des Gehäuselüfters, der sich danach entfernen lässt. Die Anschlussdrähte des Lüfters kneift man mit einem Seitenschneider ab, isoliert sie und legt sie ins Gehäuse. Jetzt lötet man an der Platine, die hinter der Frontseite horizontal montiert ist, den roten und schwarzen Draht der zur Lüftersteuerung geht ab. Diese werden nicht mehr benötigt. Bitte die Polarität auf der Platine merken. An diesen Anschlüssen liegen etwa 24 Volt = an, die wir für den neuen Lüfter benötigen.

    Der neue Lüfter wird nun eingesetzt und festgeschraubt. Bitte darauf achten, dass er von innen nach außen pustet. Den Temperatursensor des Lüfters befestigen wir mit einem Klecks Zweikomponentenkleber an einer freien Stelle auf dem Kühlkörper. (Anm.: Im praktischen Betrieb zeigte sich, dass diese Stelle verkehrt gewählt wurde, da der Kühlkörper schon im Leerlauf heiss wird und der Lüfter zu früh anläuft.) Danach schließen wir den Lüfter in Serie mit einem 150 Ohm / 5 Watt Widerstand an die o.g. beiden Lötpunkte an. Alternativ kann auch ein 3-Punkt 12-Volt-Spannungsregler verbaut werden. Damit ist der Umbau des Lüfters abgeschlossen.

  2. Schutz gegen Überspannung am Ausgang

    Oben auf dem Kühlkörper ist ein Temperaturschalter montiert, der bei Übertemperatur die Netzspannung abschaltet. Dieser ist mit zwei Schrauben fixiert. Die zum Lüfter gelegene Schraube wird herausgeschraubt und der TRIAC wird mit einer Seite seiner Befestigungslasche unter die Lasche des Temperaturschalters geschoben und mit der soeben entfernten Schraube wieder befestigt. Der TRIAC dient als Lötstützpunkt für die zu installierende Zenerdiode und den Widerstand. Die Überspannungsschutzeinrichtung lässt sich nun mittels Drähten angemessener Dicke und zwei Kabelschuhen an den Bananenbuchsen an der Frontseite anschliessen.



  3. Erhöhung der Festigkeit gegen elektromagnetische Interferenz (EMI)

    Das EMI-Filter wird mittels zweier Blechschrauben auf die Rückseite aufgeschraubt. Das Netzkabel wird danach durchschnitten. Das eine Ende wird zweiadrig (P- und N- Leiter)  an das Filter angeschlossen und führt zum Netzschalter des NT. Das andere Ende wird dreiadrig an das EMi-Filter angeschlossen. Danach wird die gesamte Anordnung durch ein Plastikgehäuse abgeschlossen. Dies muss so erfolgen, dass eine Berührung der spannungsführenden Stellen ausgeschlossen wird. Um eine optimale Filterwirkung zu erzielen, muss das EMI-Filter flächig gut leitend am Gehäuse aufliegen.

  4. Einbau einer Beleuchtung für die Messinstrumente

    Die rechteckige LED wird oben jeweils mittig zum Doppelmesswerk mit 2-Komponentenkleberr fixiert. Da die LED für 12 Volt ausgelegt sind schalten wir einen 1500 Ohm /0,5 Watt Widerstand in Serie und schließen die LED polaritäts gerecht an die beiden Lötpunkte an denen schon unser neuer Lüfter angeschlossen wurde.

  5. Nachrüstung von zwei Polklemmen / Bananenbuchsen auf der Geräterückseite

    Auf der linken oberen Ecke der NT-Rückseite werden zwei Bohrungen im Abstand von 2,5 cm angebracht. Bei Bohren ist darauf zu achten, dass im inneren keine Bauteile beschädigt werden und dass alle Bohrspäne sorgsam entfernt werden. Danach werden die Bohrungen mit zwei massiven 4mm Bananenbuchsen bestückt. Die Verdrahtung im Inneren führt zu den entsprechenden Frontbuchsen.

  6. Zurüstung für doppelten USB-Ladeanschluss

    Zur Zurüstung des USB-Ladeadapters müssen keine besonderen Arbeiten ausgeführt werden, wenn das NT immer mit Ausgangsspannungen >12 Volt betrieben wird. Möchte man die 5 Volt Einrichtung auch bei niedrigen Ausgangsspannungen nutzen, kann die Autoladebuchse auch an die bereits oben erwähnten Lötpunkte angeschlossen werden.
Mir sind keine weiteren Möglichkeiten eingefallen, das im Originalen schon sehr gute Netzteil durch Aufrüstung oder Modifikation zu verbessern. Ich freue mich daher über entsprechende Ideen einfallsreicher Funkfreunde. Abschließend natürlich der Hinweis darauf, dass ich keinerlei Haftung für das Schrotten eurer Geräte übernehme :-) :-) :-)