Überblick über Netzteile: Konzept, Klassifizierung, Anwendungen und Hauptmerkmale
Einführung in das Konzept der Netzteile
Ein Netzteil ist ein Netzteil-Umwandlungsgerät für kleine tragbare elektronische Geräte und Elektrogeräte. Es besteht typischerweise aus Komponenten wie einem Außengehäuse, einem Transformator, einer Induktivität, einem Kondensator, einem Steuer-IC und einer Leiterplatte. Sein Funktionsprinzip besteht darin, Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umzuwandeln. Im Volksmund wird ein Netzteil auch als „externes Netzteil“ bezeichnet.
Was sind die wichtigsten Arten von Netzteilen?
Netzteile werden hauptsächlich in zwei Haupttypen eingeteilt:
Schaltnetzteil
Dieser Typ nutzt in erster Linie moderne elektronische Technologie, um das Ein- und Ausschaltzeitverhältnis eines Schalttransistors zu steuern und so eine stabile Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten. Das Schaltnetzteil in einem Netzteil besteht im Allgemeinen aus einem Pulsweitenmodulations-(PWM)-Steuer-IC und MOSFETs.
Vor- und Nachteile von Schaltnetzteilen:
Vorteile: Hoher Wirkungsgrad, kompakte Größe und die Möglichkeit, in einem weiten Spannungsbereich zu arbeiten.
Nachteile: Die Schaltung erzeugt relativ mehr Störungen und die Fehlersuche kann bei auftretenden Fehlern schwieriger sein.
Lineares Netzteil
Dieser Typ wandelt Wechselstrom über einen Transformator zur Spannungsänderung um, gefolgt von Gleichrichtungs- und Filterschaltungen, um eine instabile Gleichspannung zu erhalten. Damit ein Netzteil eine hochpräzise Gleichspannung erreichen kann, muss es die Ausgangsspannung über einen Spannungsrückkopplungskreis weiter anpassen.
Vor- und Nachteile linearer Netzteile:
Vorteile: Ausgereifte Technologie, einfaches Schaltungsdesign und keine Interferenzen und Geräusche, die mit Schaltnetzteilen verbunden sind.
Nachteile: Der Spannungsrückkopplungskreis arbeitet in einem linearen Zustand, was zu einer hohen Verlustleistung im Regeltransistor und einer geringen Umwandlungseffizienz führt. Zudem macht die Verwendung von induktiven Transformatoren das Gerät relativ schwer.
In welchen Bereichen werden Netzteile eingesetzt?
Netzteile sind eine Art Stromversorgungsprodukt mit äußerst weit verbreiteter Anwendung. Ihre Anwendungsbereiche umfassen bereits weitgehend verschiedene elektronische Geräte wie Sicherheitskameras, Set-Top-Boxen, Router, LED-Lichtleisten, Massagegeräte, Laptops und Drucker. Der Einsatz von Netzteilen ist vor allem in der Sicherheitsbranche und der Unterhaltungselektronik weit verbreitet.
In der Unterhaltungselektronik liegt die von Adaptern bereitgestellte Ausgangsleistung meist im Bereich von 100 Watt und die Marktnachfrage wächst schnell. Zu den Anwendungen gehören Batterieladegeräte für Elektrofahrräder, kleine LCD-Fernseher, Laptops, Drucker, DVD-Player und Set-Top-Boxen. Frühe Netzteile verwendeten meist lineare Transformatoren. Da jedoch Verbraucherelektronik von Netzteilen eine höhere Effizienz und größere Eingangsspannungsbereiche verlangt und gleichzeitig die Kosten für Kupfer, Eisen und Arbeitsaufwand steigen, wurden die ursprünglich in solchen Adaptern enthaltenen linearen Transformatoren weitgehend nach und nach durch Schaltnetzteile ersetzt.
Was sind die Eigenschaften von Netzteilen?
Kann Computer bei Stromausfällen schützen
Ein Netzteil (Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler) wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um, bevor es einen Computer mit Strom versorgt. Während der Adapter selbst den Computer nicht schützt, enthalten Computer einen Stromspeicher (auch Ladegerät/Akku genannt), der bei Stromausfällen Schutz bieten kann.
Kann 100–240 V Wechselstrom (50/60 Hz) automatisch erkennen.
Netzteile werden häufig mit Routern, schnurlosen Telefonsystemen, Spielekonsolen, Sprachverstärkern, tragbaren Audioplayern, Laptops, Mobiltelefonen und anderen Geräten verwendet. Die meisten Netzteile können 100–240 V Wechselstrom (50/60 Hz) automatisch erkennen und anpassen.
Reduziert die Größe und das Gewicht des Host-Geräts
Als Netzteil-Umwandlungsgerät für kleine tragbare elektronische Geräte und Apparate überträgt das Netzteil die Stromversorgung nach außen und stellt über ein Kabel eine Verbindung zum Host-Gerät her. Dieses Design trägt dazu bei, das Volumen und Gewicht des Host-Geräts zu reduzieren. Nur bei sehr wenigen Geräten und Geräten ist die Stromversorgung im Host integriert.
Das „Typenschild“ eines Netzteils
Das Innere eines Netzteils besteht aus einem Leistungstransformator und einer Gleichrichterschaltung. Auf jedem Netzteil befindet sich ein Typenschild mit Spezifikationen wie Nennleistung, Eingangs-/Ausgangsspannung und Stromstärke. Besonderes Augenmerk sollte auf den aufgeführten Eingangsspannungsbereich gelegt werden.
