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3 Netzgeräte-

Grundlagen

3.1 Lineare Netzteile

Linear geregelte Netzteile besitzen den Vorzug einer sehr
konstanten Ausgangsspannung, selbst bei starken Netz-
und Lastschwankungen. Die verbleibende Restwelligkeit
liegt bei guten Geräten im Bereich von 1 mV

eff

und weniger

und ist weitgehend vernachlässigbar. Lineare Netzgeräte
erzeugen wesentlich kleinere elektromagnetische Interfe-
renzen als getaktete Netzgeräte. Der konventionelle Netz-
transformator dient zur galvanischen Trennung von Primär-
kreis (Netzspannung) und Sekundärkreis (Ausgangsspan-
nung). Der nachfolgende Gleichrichter erzeugt eine unge-
regelte Gleichspannung. Kondensatoren vor und nach dem
Stellglied dienen als Energiespeicher und Puffer. Als Stell-
glied wird meist ein Längstransistor verwendet. Eine hoch-
präzise Referenzspannung wird analog mit der Ausgangs-
spannung verglichen. Diese analoge Regelstrecke ist sehr
schnell und gestattet kurze Ausregelzeiten bei Änderung
der Ausgangsgrößen.

3.2 Getaktete Netzteile

SNT (Schaltnetzteile), auch SMP (switch mode powersupply)
genannt, besitzen einen höheren Wirkungsgrad als linear-
geregelte Netzteile. Das Stellglied (Transistor) des linearen
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
Leistung lässt sich durch die Einschaltdauer des Schalttran-
sistors regeln. Prinzipiell werden zwei Arten von getakteten
Netzteilen unterschieden:

a) Primär getaktete Schaltnetzteile, deren Netzeingangs-
spannung gleichgerichtet wird. Infolge der höheren Span-
nung wird nur eine kleine Eingangskapazität benötigt. Die
im Kondensator gespeicherte Energie ist proportional zum
Quadrat der Eingangsspannung, gemäß der Formel:

E = ½ x C x U²

Wechsel-

spannung

Netz

Trans-

formator

Gleich-

richter

Stellglied

analoger Regler

Aus-

gang

Referenzspannung

REF

Gleich-

span-

nung

GND

OPVA

TR1

b) Sekundär getaktete Schaltnetzteile erhalten ihre Ein-
gangsspannung für den Schaltregler von einem Netztrans-
formator. Diese wird gleichgerichtet und mit entsprechend
größeren Kapazitäten gesiebt.

Beiden Arten gemeinsam ist der im Vergleich zum Längs-
regler umfangreichere Schaltungsaufwand und der bessere
Wirkungsgrad von 70% bis 95%. Durch Takten mit einer
höheren Frequenz wird ein kleineres Volumen der benö-
tigten Transformatoren und Drosseln erreicht. Wickelkern-
größe und Windungszahl dieser Bauelemente nehmen mit
zunehmender Frequenz ab. Mit steigender Schaltfrequenz
ist auch die, pro Periode zu speichernde und wieder ab-
zugebende, Ladung Q, bei konstantem Wechselstrom „I
(Stromwelligkeit), geringer und eine kleinere Ausgangska-
pazität wird benötigt. Gleichzeitig steigen mit der Frequenz
die Schaltverluste im Transistor und den Dioden. Die Ma-
gnetisierungsverluste werden größer und der Aufwand zur
Siebung hochfrequenter Störspannungen nimmt zu.

3.3 Parallel- und Serienbetrieb

Bedingung für diese Betriebsarten ist, dass die Netzgeräte
für den Parallelbetrieb und/oder Serienbetrieb dimensioniert
sind. Dies ist bei HM7042-5 Netzgeräten der Fall. Die Aus-
gangsspannungen, welche kombiniert werden sollen, sind in
der Regel voneinander unabhängig. Dabei können die Aus-
gänge eines Netzgerätes und zusätzlich auch die Ausgänge
eines weiteren Netzgerätes miteinander verbunden werden.

Wechsel-

spannung

Schalt-

Transistor

Gleich-

richter

Filter

Ausgang

Gleich-

span-

nung

GND