Prüfbericht / Elektronik
Labornetzteil im Test: Restwelligkeit, Regelung, Begrenzung
Ein Labornetzteil wird an drei Größen gemessen, die keine Produktbeschreibung nennt: der Restwelligkeit der Ausgangsspannung, der Abweichung bei Laständerung und der Reaktionszeit der Strombegrenzung. Ein lineares und ein geschaltetes Gerät derselben Leistungsklasse wurden mit Oszilloskop, elektronischer Last und Vielfachmessgerät verglichen.
GeprüftDas Linearnetzteil liegt bei 3 mV Welligkeit, das geschaltete bei 42. Die Strombegrenzung greift bei beiden in unter einer Millisekunde.
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| Messgröße | Linear, 149 € | Geschaltet, 89 € | Angabe | Befund |
|---|---|---|---|---|
| Restwelligkeit bei 12 V / 1 A | 3 mV | 42 mV | unter 5 bzw. 50 mV | |
| Restwelligkeit bei 12 V / 4 A | 4 mV | 68 mV | entfällt | |
| Lastregelung 0 auf 4 A | 18 mV | 91 mV | unter 0,1 % | |
| Netzregelung bei 207 statt 230 V | 2 mV | 11 mV | entfällt | |
| Anzeigefehler Spannung | 0,03 V | 0,08 V | ±0,05 bzw. ±0,1 V | |
| Anzeigefehler Strom | 12 mA | 38 mA | ±10 bzw. ±30 mA |
Drei gegen zweiundvierzig Millivolt
Die Restwelligkeit wurde mit einem Oszilloskop bei 20 Megahertz Bandbreite und kurzem Massepfad als Spitze-Spitze-Wert gemessen, bei 12 Volt und 1 Ampere Last. Das Linearnetzteil lag bei 3 Millivolt, das geschaltete bei 42; unter Volllast stiegen die Werte auf 4 und 68 Millivolt.
Diese Zahl entscheidet über die Einsatzgebiete. Für digitale Schaltungen, Motoren und Beleuchtung sind 68 Millivolt ohne Belang. Für Messverstärker, Audioschaltungen und alles, was mit Signalen im Millivoltbereich arbeitet, sind sie das nicht: die Welligkeit erscheint dort als Störung im Nutzsignal. Wer eine Vorstufe entwickelt, braucht das Linearnetzteil, und wer einen Motor testet, nicht.
Was Lastregelung bedeutet
Die Lastregelung beschreibt, wie stark die Ausgangsspannung einbricht, wenn Strom gezogen wird. Mit einer elektronischen Last wurde von 0 auf 4 Ampere geschaltet und die Spannungsänderung mit einem Vielfachmessgerät mit 5,5 Stellen abgelesen: 18 Millivolt beim Linearnetzteil und 91 beim geschalteten, bei 12 Volt Sollspannung.
In Prozent sind das 0,15 und 0,76 Prozent. Beide Geräte geben unter 0,1 Prozent an, und beide verfehlen das; die Messung erfolgte allerdings an den Buchsen und nicht an einer Vierleiterklemme, und die Zuleitungen tragen dazu bei. Für eine Prüfung mit Vierleitermessung am Sollpunkt lagen die Werte bei 6 und 34 Millivolt, und damit erfüllt das Linearnetzteil seine Angabe. Wer genaue Spannungen an einem Verbraucher braucht, misst dort und nicht am Netzteil.
Die Strombegrenzung greift in 0,7 Millisekunden
Die wichtigste Schutzfunktion ist die Strombegrenzung, weil sie einen Kurzschluss abfängt, bevor eine Leiterbahn abraucht. Geprüft wurde mit einem Schalter, der den Ausgang bei eingestellten 0,5 Ampere Begrenzung kurzschließt, und dem Oszilloskop am Stromshunt: das Linearnetzteil begrenzte nach 0,7 Millisekunden, das geschaltete nach 0,9.
Der Spitzenstrom in dieser Zeit betrug 2,1 beziehungsweise 3,4 Ampere, also vier- bis siebenfach über der Einstellung. Für eine Leiterbahn von 0,3 Millimetern Breite ist das unkritisch, weil die Energie über 0,9 Millisekunden gering bleibt; für ein empfindliches Halbleiterbauteil kann es reichen. Wer eine Erstinbetriebnahme macht, stellt deshalb die Begrenzung auf den erwarteten Strom und nicht auf das Maximum, und diese eine Gewohnheit ist der ganze Sinn eines Labornetzteils.
Wirkungsgrad und Abwärme
Am Steckdosenmessgerät zog das Linearnetzteil bei 12 Volt und 4 Ampere Ausgangsleistung, also 48 Watt, insgesamt 94 Watt und damit 46 Watt Verlustleistung; der Wirkungsgrad liegt bei 51 Prozent. Das geschaltete Gerät nahm 56 Watt auf, entsprechend 86 Prozent.
Diese Verlustleistung wird zu Wärme. Nach 30 Minuten Volllast lag die Gehäusetemperatur beim Linearnetzteil bei 58 Grad und beim geschalteten bei 41, und der Lüfter des Linearnetzteils lief dauerhaft mit 48 Dezibel gegen 36. Bei einem Gerät, das auf dem Schreibtisch steht, ist das der spürbarste Unterschied im Alltag: 48 Dezibel sind ein hörbares Rauschen über Stunden.
Warum linear so viel verliert
Ein Linearnetzteil erzeugt seine Ausgangsspannung, indem es die Differenz zur inneren Spannung in einem Transistor verheizt. Nachgerechnet: bei einer internen Spannung von 34 Volt und 12 Volt am Ausgang fallen 22 Volt am Regeltransistor ab, und bei 4 Ampere sind das 88 Watt.
Tatsächlich fielen 46 Watt Verlust an, weil das Gerät den Trafo in Stufen umschaltet und die interne Spannung bei niedriger Ausgangsspannung senkt; ohne diese Umschaltung wäre der Verlust doppelt so hoch. Genau darin liegt die Bauartgrenze: ein Linearnetzteil ist am ineffizientesten, wenn eine niedrige Spannung mit hohem Strom gebraucht wird, also bei 3,3 Volt und 5 Ampere. Dort fiel der Wirkungsgrad auf 19 Prozent und die Gehäusetemperatur nach 30 Minuten bei 71 Grad.
Was die Anzeigen taugen
Die eingebauten Anzeigen wurden gegen ein Vielfachmessgerät mit 5,5 Stellen verglichen. Die Spannungsanzeige wich beim Linearnetzteil um 0,03 Volt ab und beim geschalteten um 0,08, jeweils bei 12 Volt; beide bleiben damit innerhalb ihrer Angabe.
Bei der Stromanzeige verfehlte das geschaltete Gerät seine Angabe: 38 Millivolt Abweichung bei angegebenen 30 Milliampere, abgelesen bei 1 Ampere. Für die Praxis heißt das, kleine Ströme nicht an der Anzeige abzulesen: bei einem eingestellten Ruhestrom von 20 Milliampere lag die Anzeige bei 58 und das Messgerät bei 21. Wer Ruheströme messen will, hängt ein Amperemeter in Reihe, und das gilt für beide Geräte.
Serie, Parallel und die vierte Buchse
Beide Geräte haben zwei Kanäle, die in Reihe oder parallel geschaltet werden können. In Reihe ergaben zwei Kanäle mit je 12 Volt zusammen 24,01 Volt, parallel bei 12 Volt einen Maximalstrom von 9,8 statt der doppelten 10 Ampere.
Die dritte Buchse liefert eine feste Spannung von 5 Volt, gemessen 5,04 Volt mit einer Welligkeit von 8 beziehungsweise 55 Millivolt und einer Strombegrenzung bei 3 Ampere. Nachgeprüft wurde die Trennung der Kanäle: der Minuspol von Kanal 1 und Kanal 2 waren nicht verbunden, der Widerstand lag über 20 Megaohm, was für getrennte Versorgungen mit gemeinsamer Masse Voraussetzung ist. Bei manchen günstigen Geräten sind die Kanäle intern verbunden, und das fällt erst auf, wenn eine Schaltung raucht.
Was der Aufpreis kauft
Das Linearnetzteil kostete 149 Euro und das geschaltete 89. Die 60 Euro Aufpreis kaufen 39 Millivolt weniger Restwelligkeit, ein Viertel der Einschwingzeit und ein Drittel des Überschwingens, und sie kosten 12 Dezibel mehr Lüftergeräusch, 17 Grad mehr Gehäusetemperatur und 38 Watt mehr Stromaufnahme bei Volllast.
Bei 200 Betriebsstunden im Jahr und 38 Watt Mehraufnahme sind das 7,6 Kilowattstunden und 2,40 Euro. Die Entscheidung fällt damit nicht am Strompreis, sondern an der Anwendung: für Reparaturen, Motoren, Beleuchtung und digitale Schaltungen genügt das geschaltete Gerät, für Analogtechnik und Messaufbauten nicht. Ein zweites geschaltetes Gerät für 89 Euro ist bei zwei unabhängigen Versorgungen häufig sinnvoller als ein einzelnes lineares.
Was am Küchentisch nicht messbar ist
Die Restwelligkeit wurde mit einem Oszilloskop mit 20 Megahertz Bandbreite gemessen, und höherfrequente Störungen aus dem Schaltregler liegen darüber; sie sind in der Praxis relevant, wenn empfindliche Empfängerschaltungen versorgt werden, und für ihre Messung braucht es eine andere Bandbreite und einen Tastkopf mit Federkontakt statt einer Masseleitung.
Zur Sicherheit gehört ein Punkt, der keine Messung braucht: beide Geräte haben eine Schutzkontaktzuleitung und ein Metallgehäuse, und ein Labornetzteil wird nicht geöffnet, während es am Netz hängt. Auf der Primärseite liegen Netzspannung und geladene Kondensatoren, und Letztere behalten ihre Spannung nach dem Ausschalten; nach fünf Minuten lagen noch 41 Volt an den Ladeelkos des Linearnetzteils an.
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| Messgröße | Linear | Geschaltet | Bemerkung | Befund |
|---|---|---|---|---|
| Einschwingzeit nach Lastsprung | 0,4 ms | 1,8 ms | bis ±1 % erreicht | |
| Überschwingen beim Lastsprung | 180 mV | 620 mV | am Oszilloskop | |
| Ansprechzeit der Strombegrenzung | 0,7 ms | 0,9 ms | bei Kurzschluss | |
| Gehäusetemperatur bei Volllast | 58 °C | 41 °C | Infrarotthermometer | |
| Wirkungsgrad bei 12 V / 4 A | 51 % | 86 % | am Steckdosenmessgerät | |
| Lüftergeräusch | 48 dB | 36 dB | in 1 m Abstand |
Häufige Fragen
Wie viel Restwelligkeit hat ein Labornetzteil?
Das lineare Gerät lag bei 3 Millivolt Spitze-Spitze bei 12 Volt und 1 Ampere, das geschaltete bei 42; unter Volllast waren es 4 und 68. Für digitale Schaltungen und Motoren ist das ohne Belang, für Messverstärker und Audioschaltungen nicht.
Was bedeutet Lastregelung?
Den Spannungseinbruch bei Stromentnahme. Von 0 auf 4 Ampere geschaltet fiel die Spannung um 18 Millivolt beim linearen und 91 beim geschalteten Gerät. An einer Vierleitermessung am Sollpunkt waren es 6 und 34 Millivolt.
Wie schnell greift die Strombegrenzung?
Nach 0,7 beziehungsweise 0,9 Millisekunden bei Kurzschluss, mit einem Spitzenstrom von 2,1 und 3,4 Ampere bei eingestellten 0,5. Bei einer Erstinbetriebnahme wird die Begrenzung deshalb auf den erwarteten Strom gestellt und nicht auf das Maximum.
Warum wird ein Linearnetzteil so warm?
Weil es die Spannungsdifferenz in einem Transistor verheizt. Bei 12 Volt und 4 Ampere zog es 94 statt 48 Watt, also 46 Watt Verlust und 51 Prozent Wirkungsgrad; das geschaltete Gerät kam auf 86 Prozent. Bei 3,3 Volt und 5 Ampere lag der Wirkungsgrad bei 19 Prozent und das Gehäuse bei 71 Grad.
Kann man die eingebauten Anzeigen verwenden?
Für Spannung ja, mit 0,03 beziehungsweise 0,08 Volt Abweichung. Für kleine Ströme nicht: bei einem Ruhestrom von 20 Milliampere zeigte das geschaltete Gerät 58 an, das Messgerät 21. Für Ruheströme gehört ein Amperemeter in Reihe.
Sind die zwei Kanäle wirklich getrennt?
Bei den geprüften Geräten ja: der Widerstand zwischen den beiden Minuspolen lag über 20 Megaohm. In Reihe ergaben zwei Kanäle mit 12 Volt zusammen 24,01 Volt, parallel bei 12 Volt 9,8 statt 10 Ampere. Bei manchen günstigen Geräten sind die Kanäle intern verbunden.
Lohnt der Aufpreis für ein Linearnetzteil?
Für Analogtechnik und Messaufbauten ja. Die 60 Euro Aufpreis brachten 39 Millivolt weniger Welligkeit, ein Viertel der Einschwingzeit und ein Drittel des Überschwingens; sie kosten 12 Dezibel mehr Lüftergeräusch, 17 Grad mehr Gehäusetemperatur und 2,40 Euro Strom im Jahr.
Darf man ein Labornetzteil öffnen?
Nicht am Netz. Auf der Primärseite liegen Netzspannung und geladene Kondensatoren, die ihre Spannung behalten: fünf Minuten nach dem Ausschalten lagen an den Ladeelkos noch 41 Volt an.
Geprüft im September 2026