Warum ist die Regelung meines 5-Volt-Netzteils so schlecht und wie kann man das beheben?

Ich habe ein 5-Volt-Netzteil von Amazon gekauft. Es wird mit 120 VAC betrieben und erzeugt Gleichstrom. Es ist ein Schaltnetzteil. Wenn ich ein Multimeter an den Ausgang anlege, zeigt es immer ungefähr 5,0 VDC an.

Ich hatte große Schwierigkeiten, dieses Netzteil für ein Projekt zu verwenden. Der Ausgang ist extrem verrauscht.

Ich habe einige kleine Kondensatoren mit einem Wert von 10 pF und 10000 pF an den Ausgang des Netzteils angeschlossen. Ich würde denken, das Netzteil hätte auf jeden Fall kleine Kondensatoren dieses Typs, aber anscheinend nicht. Diese eliminieren viel HF-Rauschen, das aus dem Netzteil kommt. Leider ist dieses Geräusch nicht wirklich das Problem.

So sieht das Netzteil auf meinem Oszilloskop ohne Last aus.

Anpassen der Zeitskala und der Spannungsskala Ich habe dies gesehen

Der Kanal in Blau ist der Ausgang des Netzteils. Der Kanal in Gelb ist der Ausgang eines von mir erstellten Filternetzwerks. Ich habe die Niederspannungsseite eines Netztransformators und einen großen Elektrolytkondensator verwendet. Hier sind Bilder von denen, obwohl ich bezweifle, dass es überhaupt wichtig ist. Der Induktor ist in Reihe mit meiner Last (falls vorhanden) geschaltet, und der Kondensator ist parallel zur Stromversorgung.

Ich beschloss, nur das Netzteil mit einer ohmschen Last zu testen. Ich habe einen 10 Ohm Widerstand gewählt. Dies sollte eine Last von ungefähr 500 Milliampere liefern.

Das Filternetzwerk behandelt einige der Schwingungen, aber am Ausgang des Filternetzwerks liegt immer noch eine Spitze von fast 1 Volt an. Ich habe versucht, den Kondensator zu bewegen, aber es macht wenig Unterschied. Selbst wenn der Kondensator nicht angeschlossen ist, ändert sich der Ausgang nicht wesentlich.

Hier ist ein kleiner Transformator aus einem Schaltnetzteil entfernt. Ich habe die 5 Volt in Reihe mit der Primärwicklung dieses Transformators geschaltet.

Und der Blick von meinem Oszilloskop:

Es scheint, dass fast jeder Induktor die Schwingung mit einer Periode von ungefähr 3,5 Mikrosekunden herausfiltert. Aber diese riesige Spitze, die der Schwingung vorausgeht, bleibt bestehen. In diesem Fall springt das Netzteil um über 2 Volt herum. 2 Volt an einem Netzteil für 5 Volt sind 40%.

Das Interessante daran ist, dass der Kondensator keinen Unterschied zu machen scheint. Es ist alt, aber ich habe mehrere ausprobiert und das gleiche Ergebnis erzielt. Sie haben alle eine gewisse Kapazität, obwohl sie im Laufe der Zeit leicht verringert werden kann.

Angesichts der Tatsache, dass die Spannung mit dem Kondensator immer noch überall schwankt, ist meine einzige Theorie, dass der Stromkreis im Netzteil tatsächlich seinen eigenen Ausgang kurzschließt. Wenn der Regler am Ausgang des Netzteils gerade ausgeschaltet würde, würde sich die Spannung nur nach unten verjüngen, da sich der Kondensator langsam entladen würde. Es ist fast so, als ob die Stromversorgung für einen kurzen Zeitraum intern kurzgeschlossen wird, dann geht der Regler ein wenig verrückt und "klingelt", als er versucht, wieder 5 Volt zu finden.

Warum ist die Regelung meines 5-Volt-Netzteils so schlecht und wie kann man das beheben?

Obwohl ich mir nicht vorstellen kann, dass es helfen würde, ist hier ein Bild des Netzteils ohne Gehäuse

Aktualisieren:

Ich habe einen zusätzlichen Test mit dem Netztransformator als Filter durchgeführt, der in Reihe mit 4 Widerständen geschaltet ist. Einer der Widerstände war der 10 Ohm Widerstand, die anderen drei waren 6 Ohm. Dies sollte einen Widerstand von 1,66 Ohm für ungefähr 3,125 Ampere Strom ergeben. Dies ändert nichts an der beobachteten Ausgabe. Ich habe meine Sonden in diesem Test umgekehrt, daher sind auch die Farben in diesem Screenshot umgekehrt.

Hier ist eine Nahaufnahme des "Spikes", wie ich ihn nannte.

Ich habe auch versucht, einen 1-Mikrofarad-Kondensator an das Netzteil anzuschließen, während er die 10-Ohm-Last ansteuerte. So sah das aus

Eine 39000uF-Kappe und eine Transformatorwicklung sind für einen Filter viel zu viel.

Ich vermute, Ihr Netzteil ist entweder defekt, schlecht konstruiert oder wird außerhalb der Spezifikation betrieben. Die Spitzen treten mit einer Rate von ~ 85-90 kHz auf, was die Schaltfrequenz sein könnte. Das höherfrequente Klingeln danach ist eindeutig auf die Spitzen zurückzuführen. Wenn Sie die Spikes mit Ihrem Zielfernrohr vergrößern können, werden Sie (und wir) möglicherweise mehr darüber informiert. Ein Link zur Amazon-Seite oder ein Datenblatt wäre ebenfalls hilfreich.

Unabhängig davon haben Sie folgende Möglichkeiten:

1. Versuchen Sie es mit einem vernünftigeren Filter - vielleicht ein paar Mikrofarad-Keramikkondensatoren.
2. Lieferung zurückgeben oder ersetzen.

Der Vorschlag des Photons, eine größere Ladung zu versuchen, ist ebenfalls gut.

Eric Urban, In Bezug auf Respekt scheint es mir, dass Sie diesen nützlichen Gräuel des Umschalters nicht vollständig verstehen? Weißt du insbesondere, wie gefährlich es sein kann, hineinzugehen?

Sie haben von Natur aus eine sehr schlechte Regulierung, weil jede Regel im geringsten von geringer Größe gebrochen ist. Die beste Lösung für Sie ist es, einen Umschalter mit (z. B.) mehr als 10 Volt Ausgang zu kaufen und ihm mit einem Spannungsregler-Chip zu folgen, der Ihnen 5 V bei sehr niedriger O / P-Impedanz liefert.

Das ist es, was in den größeren und teureren Gegenständen steckt.

Dies sieht aus wie ein typischer AC / DC-Wandler. 350 W vielleicht und könnte eine beliebige Topologie mit zwei Schaltern sein, wenn zwei Schalter gezeigt werden, was schwer zu sagen ist. Der Transformator bietet in jedem Fall eine Isolation von primär zu sekundär. Ich empfehle die Verwendung einer Differentialsonde, wenn Sie die Wellenformen der Sekundärseite betrachten, oder schweben Sie das Zielfernrohr vorsichtig durch einen Trenntransformator oder einen Betrügerstecker. Was Sie sehen, könnte ein Ground-Loop-Problem sein (?). Stimmen Sie mit anderen überein, dass Versorgungsunternehmen normalerweise eine Last benötigen, um zu regulieren, andernfalls können sie im Bust-Modus oder in einem anderen Modus arbeiten, um zu versuchen, eine Rückkopplung zu erzeugen, um auf die eingestellte Spannung zu regulieren.