Netzteile
(13 748)Arten und Typen von Netzteilen in Industrie und Elektronik
Netzteile sind eine Gruppe elektrischer Geräte, die die Netzspannung in eine Gleichspannung umwandeln, die zur Stromversorgung eines bestimmten elektrischen Geräts oder Stromkreises erforderlich ist. Je nach Funktionsprinzip werden Netzteile in drei Grundtypen unterteilt:
- transformatorlose Netzteile,
- Trafonetzteile,
- Schaltnetzteile.
Der erste Typ, das transformatorlose Netzteil, bietet normalerweise keine galvanische Trennung zwischen dem Versorgungsnetz und dem Netzteilausgang.Das Trafonetzteil verfügt über einen Transformator (Abwärtstransformator), einen Gleichrichter und kann mit einem Spannungsstabilisator ausgestattet werden. Schaltnetzteil enthält einen Gleichrichter und einen DC/DC-Schaltwandler. Schaltnetzteile zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad und kleine Abmessungen aus, auch bei hohem Stromwirkungsgrad.
Netzteile können je nach Zielanwendung folgendermaßen unterteilt werden: offene (im Gehäuse zu platzieren), zum Einbau (auf eine Platine oder in ein Gerät), für eine DIN-Schiene (normalerweise für industrielle Automatisierungsgeräte), für LED (für Beleuchtungssysteme), Plug-In (extern, in eine Netzsteckdose platziert), Desktop (extern, in einem Kunststoffgehäuse), für Laptops (für mobile Computer), PoE (zur Stromversorgung von Geräten über Ethernet), Computernetzteile (für Computer) und USV (Notstromversorgungen)
Netzteile – die wichtigsten Parameter
Die Grundparameter des Netzteils sind: Ausgangsspannung, Anzahl der Ausgänge, Laststrom oder Leistung des Netzteils, die seine Schätzung ermöglicht sowie der Eingangsspannungsbereich. Die mechanischen Parameter des Netzteils sind für die Zielanwendung äußerst wichtig, d.h. die Art des Gehäuses, seine Abmessungen und Montagemethode, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse. Für viele Anwendungen sind auch integrierte Sicherheitsfunktionen und der Betriebstemperaturbereich wichtig. Die Moderne Schaltnetzteile liefern Spannung mit Parametern, die linearen Netzteilen sehr ähnlich sind. Daher ist derzeit die Art des Netzteils (linear oder Schalt-) von geringer Bedeutung. Die deutlich kleineren Abmessungen und der höhere Wirkungsgrad sprechen für die Schaltnetzteile.
Unterschiede beim Aufbau von Netzteilen
Die Unterschiede in der Konstruktion von Netzteilen resultieren hauptsächlich aus ihrer Anwendung. Offene Netzteile sollen in Ihr eigenes Gerät eingebaut werden. Desktop- oder Laptop-Netzteile sind in einem Kunststoffgehäuse untergebracht, das Isolierung und Benutzerschutz bietet. PoE-Netzteile überlagern das Ethernet-Signal mit der Versorgungsspannung und versorgen entfernte Netzwerkpunkte mithilfe strukturierter Verkabelung mit Strom.
Eine besondere Art von Netzteilen sind die sogenannten unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV). Sie verfügen über eingebaute Batterien, ein Ladegerät und einen Konverter, der bei Ausfall der Eingangsspannung eine Ausgangsspannung (normalerweise 230 V AC) erzeugt, wenn er mit eingebauten oder externen Batterien betrieben wird.
Schutz von Netzteilen
In der Regel verfügt das Netzteil über einen integrierten Überhitzungsschutz, der den zulässigen Laststrom und die übermäßige Ausgangsspannung überschreitet. Der Überstromschutz kann entweder einfach (Ausgangssicherung) oder komplex elektronisch sein, einschließlich der Begrenzung des Ausgangsstroms. Schaltnetzteile können auch einen eingebauten Schutz gegen niedrige Versorgungsspannung und Überschreiten der Eingangsspannung haben.
Auswahl des Netzteils für die Anwendung
Die Auswahl des geeigneten Netzteils hängt von der Zielanwendung und den Bedingungen ab, unter denen es verwendet wird. Manchmal erfordert die Möglichkeit der Verwendung eines Netzteils, dass der Hersteller über ein entsprechendes Produktzertifikat verfügt.
Open-Design-Netzteile eignen sich perfekt zum Einbau in eigenes Gerät und DIN-Schienennetzteile sind für industrielle Automatisierungsgeräte bestimmt. Desktop- und Plug-in-Netzteile sind wiederum nützlich, um Geräte mit Strom zu versorgen, die zu klein sind, um dort ein Netzteil einzubauen. Dies ist auch hinsichtlich der elektrischen Sicherheitsstandards vorteilhaft.
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