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Abbildung 88: Prinzipschaltbild Schaltnetzteil
Ein Schaltnetzteil (engl. switched-mode power supply) wandelt eine Wechselspannung in eine stabilisierte Gleichspannung um. Die Wechselspannung wird zuerst gleichgerichtet und dann mit einem elektronischen Schalter mit hoher Schatfrequenz (z.B. 120 kHz) zerhackt. Die höherfrequente Wechselspannung lässt sich nun mit einem kleinen Ferritkernübertrager ohne große Verluste auf einen anderen Spannungswert übertragen. Danach erfolgt wieder eine Gleichrichtung und Stabilisierung der Gleichspannung. Die Gleichspannungsstabilisierung erfolgt über einen Regelkreis von der Sekundärseite des Trafos auf die Primärseite, wobei die Schaltzeit des Schalttransistors verändert wird. Die Schaltfrequenz bleibt dabei konstant. Diese Regelung nennt man auch Pulsbreitenmodulation (PWM). Da der Schalttransistor entweder gesperrt oder sehr niederohmig leitend betrieben wird, gibt es an ihm kaum Wärmeverluste.
Dadurch erhält das Schaltnetzteil mehrere positive Eigenschaften gegen über einem linear geregeltem Netzteil:
Hoher Wirkungsgrad auch bei kleinen Nennspannungen und wechselnden Lasten
Geringes Gewicht und Volumen, da durch die hohe Frequenz kleinere Transformatoren und sekundäre Siebkondensatoren verwendet werden
Gute Regelbarkeit
ED302: Welche Eigenschaften hat ein Schaltnetzteil?
Abbildung 89: Innenansicht eines Schaltnetzteils für 13,8 V und 35 A mit einem kleinen Ferritkernübertrager zwischen den beiden Kühlkörpern, Gewicht 2 kg
Geringeres Gewicht, kleinere Kühlkörper und dadurch weniger Platzbedarf im Vergleich zu einem linear geregelten Netzteil (siehe Abschnitt: Spannungsstabilisierung)
Aber durch die hohen Frequenzen ergeben sich auch negative Eigenschaften:
Hochfrequente Störungen, durch den Schaltbetrieb mit hohen Frequenzen sind Maßnahmen zur Verbesserung der EMV notwendig
Komplexe Schaltung, mehr Bauelemente notwendig, höhere Ausfallwahrscheinlichkeit
ED303: Welches ist der Hauptnachteil eines Schaltnetzteils ?
Die Abbildung 88 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Schaltnetzteils. Dabei ist im Block E der elektronische Schalter vereinfacht dargestellt.
