Einbau-Netzteile; Ausgangsstrom:20A
(47)Netzteil zum Einbau sind nur eine der vielen Netzteilkategorien, die auf dem Markt erhältlich sind. Wie der Name schon sagt, sind Netzteile zum Einbau zum Einbauen oder für die Integration in ein größeres System vorgesehen. Sie können verwendet werden, um alle Arten von Geräten, Maschinen oder Systemen mit Strom zu versorgen, die von Hobby-Bastlern entwickelt wurden, wie z. B. 3D-Drucker, sowie die spezialisierten Roboter, die in vielen Branchen immer häufiger eingesetzt werden.
Auswahl des Netzteils
Bei der Netzteilauswahl ist es wichtig zu wissen, wofür es bestimmt ist und welche Parameter das zu versorgende System hat. Das wichtigste in dieser Hinsicht ist die Ausgangsspannung in Volt [V]. Abgesehen von den Spezialanwendungen haben die meisten Geräte dieses Typs Gleichstrom (DC) am Ausgang. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die meisten elektrischen und elektronischen Geräte und Vorrichtungen mit dieser Stromart betrieben werden. Eine zu hohe oder zu niedrige Ausgangsspannung kann die angetriebenen Komponenten oder das Netzteil selbst beschädigen. Einige Netzteile können die Ausgangsspannung regeln, sodass sie an ein bestimmtes System angepasst werden können. Die Regelung der Ausgangsspannung in solchen Netzteilen kann über ein externes Steuersignal, häufig im Bereich von 1 bis 5,5 VDC, oder über ein gewöhnliches Potentiometer erfolgen. Natürlich ist hier die Versorgungsspannung des Netzteils selbst gleich wichtig, aber meistens wird das ein Wechselstrom mit einer Spannung von 230 V sein, der aus dem Netz kommt.
Ein weiterer Parameter ist die Stromstärke am Ausgang des Netzteils. Der maximale Strom-Wirkungsgrad in Ampere [A] bedeutet den maximalen elektrischen Strom, den ein bestimmtes Netzteil erzeugen kann und weiterhin ordnungsgemäß funktioniert. Der Wert der Stromstärke sollte größer sein (im Extremfall gleich) als die Stromstärke, die vom angetriebenen System benötigt wird. Ein Netzteil, das innerhalb der Grenzen seines maximalen Stromwirkungsgrads arbeitet, erzeugt eine erhebliche Wärmemenge, die bei längerer Belastung seine Komponenten beschädigen kann, insbesondere wenn es keinen Überlast- oder Überhitzungsschutz hat. Es ist eine gute Praxis, ein Netzteil mit einem höheren Stromwirkungsgrad als erforderlich auszuwählen, damit es nicht an der Obergrenze seines Stromwirkungsgrads arbeitet, sondern auch im Falle eines geringfügigen Ausbaus des versorgten Systems führt dies nicht zu einer Situation, in der es erforderlich sein wird, das installierte Netzteil durch ein neues mit höherem Stromwirkungsgrad zu ersetzen.
Der Parameter, der eng mit der Ausgangsspannung und dem Maximalstrom zusammenhängt, ist die in Watt [W] angegebene Leistung. Bei Gleichspannung ist dies nichts anderes als das Produkt aus Spannung und Ausgangsstrom eines bestimmten Netzteils. Man soll bei Wechselstrom daran denken, die effektiven Werte dieser Parameter miteinander zu multiplizieren. Die Leistung wird fast immer aufgelistet, um den Vergleich zu erleichtern, welches Netzteil effizienter ist.
Ein weiterer Aspekt, der nicht immer berücksichtigt wird, ist der Temperaturbereich, in dem ein bestimmtes Netzteil betrieben werden kann. Die meisten Netzteile zum Einbau werden wahrscheinlich in einer konstanten, freundlichen Umgebung nahe der Raumtemperatur aufgestellt. Einige Anwendungen erfordern jedoch möglicherweise den Betrieb bei Minustemperaturen oder in einer Umgebung, in der die Temperatur erheblich erhöht wird. Es gibt Netzteile, die bei -55 ° C oder 85 ° C effizient arbeiten können. Wenn das Netzteil solchen Bedingungen ausgesetzt werden kann, sollte dieser Aspekt bei der Auswahl nicht übersehen werden.
Transformator-Netzteile zum Einbau
Die beiden Haupttypen von Gleichstromnetzteilen sind Schaltnetzteile und Transformatornetzteile. Diese Aufteilung ist auf die Unterschiede in ihrer Struktur und der Verarbeitungsmethode des Stromes zurückzuführen. Transformatornetzteil, oft als lineares Netzteil bezeichnet, basiert, wie der Name schon sagt, auf einem Transformator, der die Wechselspannung, normalerweise 230 V AC, direkt am Eingang von in eine Wechselspannung mit einem niedrigeren Wert skaliert. Dann wird es mit einer Gleichrichterbrücke gleichgerichtet, um Gleichstrom zu erhalten, der von internen Schaltkreisen gefiltert und ordnungsgemäß gesteuert wird, die eine konstante Ausgangsspannung mit der möglichst geringsten Störung liefern. Diese Arten von Netzteilen zeichnen sich durch eine geringe Welligkeit und ein geringes Rauschen am Ausgang aus und sind auch relativ billig, insbesondere bei niedrigeren Netzteilleistungen. Ihr größter Nachteil ist ihre Größe und ihr Gewicht, da sie um ein Vielfaches schwerer als Schaltnetzteile und definitiv größer sind und sich gleichzeitig mit der Leistung nicht unterscheiden. Sie sind auch aufgrund der Verluste wegen der Wärmeerzeugung, die mit der Bildung von Wirbelströmen im Transformatorkern zusammenhängen, weniger effizient.
Schaltnetzteile zum Einbau
Bei Schaltnetzteilen wird die Eingangsspannung sofort gleichgerichtet, um einen Hochspannungsgleichstrom zu erhalten, der dann gefiltert und mit einer Frequenz von 10 bis 100 kHz durch Leistungstransistoren geschaltet wird, um Wechselstromimpulse zu erzeugen. Dies ist notwendig, da diese Spannung im nächsten Schritt angelegt und über einen relativ kleinen Transformator auf eine viel niedrigere Wechselspannung skaliert wird. Bevor das Netzteil verlassen wird, wird es erneut gleichgerichtet und durch ein LC-Filter (Induktor-Kondensator) gefiltert, um es so weit wie möglich zu glätten. Die Richtigkeit dieser Vorgänge wird durch ein geeignetes internes Kontrollsystem überwacht. Der zweifellose Vorteil von Schaltnetzteilen im Vergleich zu Transformatornetzteilen ist ein viel geringeres Gewicht und eine geringere Größe. Sie haben auch einen höheren Stromwirkungsgrad für jede der möglichen Ausgangsspannungen, d.h. eine hohe Leistungsdichte. Sie sind auch billiger bei der Herstellung von Netzteilen mit höheren Leistungen. Der Nachteil dieser Geräte kann jedoch ein größeres Rauschen und eine größere Welligkeit am Ausgang sein, insbesondere wenn es um hochfrequente Störungen geht.
Puffernetzteile zum Einbau
Spezielle Arten von Netzteilen zum Einbau sind Puffernetzteile. Sie haben einen zusätzlichen Eingang zum Anschließen eines Akkusatzes, häufig in Form einer klassischen Blei-Säure-Batterie. Es ist in der Lage, den Betrieb des mit Strom versorgten Geräts bei Störungen, Schwankungen und Abfällen der Versorgungsspannung aus dem Stromnetz aufrechtzuerhalten. Die Netzteile dieses Typs werden am häufigsten in verschiedenen Industriebranchen und Fabriken zur unterbrechungsfreien Stromversorgung verwendet, u.a. in Zugangskontrollsystemen, in der Arbeitszeitregistrierung oder elektronischen Türschlössern, wo sie für einen unterbrechungsfreien Zugang zu den Räumen im Gebäude sorgen. Es gibt Modelle, die in Gehäusen verkauft werden, die speziell für die Aufnahme eines Akkus mit einer bestimmten Kapazität entwickelt wurden, sodass man sich keine Gedanken über dessen Platzierung im System machen muss.
Notstromversorgungssysteme und dazugehörige Netzteile
Eine andere spezielle Art von Netzteilen sind Netzteile für die Notstromversorgungssysteme. Wie die Puffernetzteile verfügen sie über einen zusätzlichen Batterieeingang, der als Notstromquelle dient. Infolge der Erkennung eines Netzstromausfalls schaltet die USV automatisch in den Batteriebetrieb um, wandelt Niederspannungsgleichstrom in Hochspannungswechselstrom um und behält die Stromversorgung der daran angeschlossenen Geräte bei. Mit dieser Art des Netzteils kann man häufig den Begriff "reine Sinuswelle" oder "reiner Sinus" treffen (eng. Pure Sinus Wave). Dieser Begriff wird häufig in Geräten verwendet, die Gleichstrom von einer Batterie in 230 V Wechselstrom umwandeln, der zur Stromversorgung der meisten elektrischen und elektronischen Geräte verwendet wird. Geräte, die in ihrer Dokumentation keine solche Definition haben, erzeugen meistens 230 V Wechselstrom in Form eines Trapezsignals, das tatsächlich nur die sinusförmige Wellenform des Stromnetzes nachahmt, sodass einige Geräte möglicherweise falsch funktionieren können, das muss aber nicht passieren.
industrielle Netzteile zum Einbau
Wir können auch industrielle Netzteile unterscheiden, die mit ihrer Struktur und ihren Anschlüssen Standard-PC-Netzteilen ähneln. Sie haben Ausgänge mit Gleichspannungen von -12 V, -5 V, 3,3 V, 5 V, 12 V und ATX-Motherboard-Stecker, sowie MOLEX- oder AMP-Anschlüsse. Sie werden hauptsächlich zur Stromversorgung von Industrie-PCs verwendet, die bestimmte Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit, Festigkeit gegen Störungen und anderen unerwünschten externen Faktoren erfüllen müssen.
Es gibt verschiedene Montagearten für Netzteile zum Einbau, was manchmal von Bedeutung sein kann. In der Industrie werden beim Erstellen von Steuer- und Schaltschränken am häufigsten Netzteile verwendet, die auf einer DIN-Schiene montiert werden, während für Haushaltsanwendungen, z.B. für LED-Beleuchtung, Stromversorgungen in einem Gehäuse für die Unterputzmontage vorhanden sind. Die Puffernetzteile werden meistens in einem speziellen Gehäuse untergebracht, das für die Wandmontage geeignet ist, und Transformatorstromversorgungen können auch mit Schraubmontage erworben werden. Darüber hinaus gibt es Geräte für die Schalttafelmontage sowie für die Montage an den Leiterplatten.
Die meisten Netzteile verfügen über verschiedene Schutzarten. Hier kann man den Schutz gegen Überlastung, Kurzschluss, Überhitzung, Überspannung und bei speziellen Netzteilen auch gegen Verpolung der angeschlossenen Batterie, deren übermäßige Entladung und Überladung unterscheiden.
Netzteile können über verschiedene elektrische Anschlüsse wie Klemmenblöcke oder integrierte Kabel sowie über zusätzliche Funktionen und Zubehör verfügen. Es gibt viele Möglichkeiten, ein maßgeschneidertes Netzteil zu konfigurieren. Dies hängt hauptsächlich vom Verwendungszweck, den Betriebsbedingungen, anderen Komponenten des Systems und den zu versorgenden Geräten ab. Daher sollte man eine Reihe von Faktoren berücksichtigen, die dies ermöglichen, ein Netzteil auszuwählen, das alle zuvor festgelegten Anforderungen erfüllt.
Ausgangsstrom20A
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