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Netzgeräte-Grundlagen
Lineare Netzteile
Linear geregelte Netzteile besitzen den Vorzug einer sehr kon-
stanten Ausgangsspannung, selbst bei starken Netz- und
Lastschwankungen. Die verbleibende Restwelligkeit liegt bei
guten Geräten im Bereich von 1 mV
gehend vernachlässigbar. Lineare Netzgeräte erzeugen we-
sentlich kleinere elektromagnetische Interferenzen als
getaktete Netzgeräte.
Der konventionelle Netztransformator dient zur galvanischen
Trennung von Primärkreis (Netzspannung) und Sekundärkreis
(Ausgangsspannung). Der nachfolgende Gleichrichter erzeugt
eine ungeregelte Gleichspannung. Kondensatoren vor und
nach dem Stellglied dienen als Energiespeicher und Puffer.
Als Stellglied wird meist ein Längstransistor verwendet. Eine
hochpräzise Referenzspannung wird analog mit der Aus-
gangsspannung verglichen. Diese analoge Regelstrecke ist
sehr schnell und gestattet kurze Ausregelzeiten bei Änderung
der Ausgangsgrößen.
Netz
Transformator
Gleichrichter
Wechsel-
B1
spannung
TR1
C1
REF
Getaktete Netzteile
SNT (Schaltnetzteile), auch SMP (switch mode powersupply)
genannt, besitzen einen höheren Wirkungsgrad als linear-
geregelte Netzteile. Das Stellglied (Transistor) des linea-
ren Netzteiles wird durch einen Schalter (Schalttransistor)
ersetzt. Die gleichgerichtete Spannung wird entsprechend
der benötigten Ausgangsleistung des Netzteiles „zerhackt".
Die Größe der Ausgangsspannung und die übertragene Leis-
tung lässt sich durch die Einschaltdauer des Schalttransis-
tors regeln. Prinzipiell werden zwei Arten von getakteten
Netzteilen unterschieden:
a) Primär getaktete Schaltnetzteile, deren Netzeingangs-
a) Primär getaktete Schaltnetzteile
a) Primär getaktete Schaltnetzteile
a) Primär getaktete Schaltnetzteile
a) Primär getaktete Schaltnetzteile
spannung gleichgerichtet wird. Infolge der höheren Spannung
wird nur eine kleine Eingangskapazität benötigt. Die im Kon-
densator gespeicherte Energie ist proportional zum Quadrat
der Eingangsspannung, gemäß der Formel:
E = ½ x C x U²
Netz-
Schalt-
HF-
Gleichrichter
transistor
Transformator Gleichrichter
B
Wechsel-
spannung
Abschirmband
Potentialtrennung
GND
OC
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und weniger und ist weit-
eff
Stellglied
analoger Regler
Ausgang
Gleich-
OPVA
C2
span-
nung
Referenzspannung
GND
Filter
Ausgang
Gleich-
span-
nung
GND
Regler
OPVA
N e t z g e r ä t e - G r u n d l a g e n
b) Sekundär getaktete Schaltnetzteile
b) Sekundär getaktete Schaltnetzteile
b) Sekundär getaktete Schaltnetzteile erhalten ihre Ein-
b) Sekundär getaktete Schaltnetzteile
b) Sekundär getaktete Schaltnetzteile
gangsspannung für den Schaltregler von einem Netz-
transformator. Diese wird gleichgerichtet und mit entspre-
chend größeren Kapazitäten gesiebt.
Netz-
Transformatór
Gleichrichter
Wechsel-
D
spannung
TR
GND
Beiden Arten gemeinsam ist der im Vergleich zum Längsregler
umfangreichere Schaltungsaufwand und der bessere Wir-
kungsgrad von 70% bis 95%. Durch Takten mit einer höheren
Frequenz wird ein kleineres Volumen der benötigten Trans-
formatoren und Drosseln erreicht. Wickelkerngröße und
Windungszahl dieser Bauelemente nehmen mit zunehmen-
der Frequenz ab. Mit steigender Schaltfrequenz ist auch die,
pro Periode zu speichernde und wieder abzugebende, Ladung
Q, bei konstantem Wechselstrom „I (Stromwelligkeit), gerin-
ger und eine kleinere Ausgangskapazität wird benötigt. Gleich-
zeitig steigen mit der Frequenz die Schaltverluste im Tran-
sistor und den Dioden. Die Magnetisierungsverluste werden
größer und der Aufwand zur Siebung hochfrequenter Störs-
pannungen nimmt zu.
D Q
1
D I
T
2
D Q
Parallel- und Serienbetrieb
Bedingung für diese Betriebsarten ist, dass die Netzgeräte
für den Parallelbetrieb und/oder Serienbetrieb dimensioniert
sind. Dies ist bei HAMEG Netzgeräten der Fall. Die Ausgangs-
spannungen, welche kombiniert werden sollen, sind in der
Regel voneinander unabhängig. Dabei können die Ausgänge
eines Netzgerätes und zusätzlich auch die Ausgänge eines
weiteren Netzgerätes miteinander verbunden werden.
Serienbetrieb
Serienbetrieb
Serienbetrieb
Serienbetrieb
Serienbetrieb
Schalt-
Transistor
Filter
Ausgang
T
Gleich-
span-
nung
Regler
GND
OPVA
T
2
9
Änderungen vorbehalten
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