Stromversorgung auf Pedalboards
Spannungswandler
Nach der Diskussion einiger möglicher technischer Probleme bei der Spannungsversorgung auf dem Pedalboard folgt nun die Betrachtung von Lösungsansätzen – des Spannungswandlers, des ACA-Netzteils von BOSS und des Netzteils Harley Benton Powerplant Junior.
Der erste beschriebene Lösungsansatz betrifft die Geräte mit negativer Betriebsspannung. Neben der schon erwähnten negative-Ground-Schaltung werden hier auch sogenannte Spannungswandler genutzt.
Dieses Schaltungsprinzip ist lange bekannt und wird auch schon lange mit entsprechenden integrierten Schaltkreisen realisiert. Einer dieser Schaltkreis ist der Intersil ICL7660, der auch schon von anderen Halbleiterherstellern angeboten wurde (z. B. in der DDR von RFT). Zum Verständnis der Schaltung werden hier im Zitat und in Abbildung 2.1 die (deutschsprachigen) Applikationsunterlagen von RFT zitiert:
Der ideale Spannungsverdoppler besteht aus den Schaltern S1 – S4 sowie der Kondensatoren C1 und C2. Die Schalterpaare S1 / S3 sowie S2 / S4 werden über den Inverter gegenphasig angesteuert. In der ersten Phase des Zyklus' werden S1 und S3 geschlossen. Dadurch wird der Kondensator C1 auf die Eingangsspannung Ue aufgeladen. In der nächsten Phase sind S1 und S3 geöffnet und stattdessen S2 und S4 geschlossen. Damit wird die positive Elektrode des Kondensators C1 geerdet und die negative Elektrode mit C2 verbunden. Es erfolgt ein Ladungstransfer von C1 nach C2, so dass sich eine negative Spannung an C2 ergibt (siehe Abbildung 2.1).
Abb. 2.1: Prinzip der Betriebsspannungsinvertierung im Schaltkreis (U / ICL)7660 – die Skizze folgt den Darstellungen in verschiedenen Datenblättern (Intersil, RFT).
Dieser Beschreibung der Schaltung wäre noch hinzuzufügen, dass, um den Schaltkreis vor Latch up-Störungen zu schützen, zwischen C2 und Pin 2 eine Diode eingefügt wird, was die zur Verfügung stehende Spannung etwas verringert. Hier empfiehlt sich die Verwendung einer Schottky-Diode (beispielsweise der 1N5817).
Zu den möglichen Anwendungen dieses Schaltkreises gehört auch die Bereitstellung einer doppelten Betriebsspannung – es können also auch Geräte unterstützt werden, die mit 18 V statt mit 9 V arbeiten. Applikationsschaltungen für beide Anwendungen sind in den Datenblättern wie auch im Netz zu finden.
Insgesamt kann man sagen, dass es bei Einsatz eines Spannungswandlers sinnvoll ist, dem versorgten Gerät und dem Spannungswandler ein eigenes Netzteil oder zumindest eine eigene Stabilisierungsschaltungen zur Verfügung zu stellen, damit sich dieser und eine möglicher weiterer Spannungswandler nicht gegenseitig stören können.