Switch Mode Power Supply (SMPS), auch bekannt als Schaltnetzteil
2019-07-02 22:31:58
Ein Schaltnetzteil (SMPS), auch Schaltnetzteil oder Schaltwandler genannt, ist ein Hochfrequenz-Stromumwandlungsgerät, also eine Art Stromversorgung. Seine Funktion besteht darin, einen Spannungspegel durch verschiedene Architekturformen in die vom Benutzer benötigte Spannung oder Stromstärke umzuwandeln. Der Eingang des Schaltnetzteils ist meist eine Wechselstromquelle (z. B. ein kommerzielles Netzteil) oder eine Gleichstromversorgung, und der Ausgang ist meist ein Gerät, das eine Gleichstromquelle benötigt, z. B. ein PC, und das Schaltnetzteil wandelt Spannung und Stromstärke zwischen beiden um.
Das Schaltnetzteil unterscheidet sich vom linearen Netzteil. Die vom Schaltnetzteil verwendeten Schalttransistoren werden meist zwischen dem Voll-Ein-Modus (Sättigungszone) und dem Voll-Geschlossen-Modus (Abschaltzone) umgeschaltet. Beide Modi haben geringe Verlustleistungseigenschaften. Die Umwandlung hat eine höhere Verlustleistung, aber die Zeit ist kurz, sodass sie energieeffizienter ist und weniger Abwärme erzeugt. Im Idealfall verbraucht das Schaltnetzteil selbst keinen Strom. Die Spannungsregelung wird erreicht, indem die Zeit angepasst wird, in der der Transistor ein- und ausgeschaltet wird. Umgekehrt arbeitet das lineare Netzteil beim Erzeugen einer Ausgangsspannung im Verstärkungsbereich und verbraucht selbst Strom. Die hohe Umwandlungseffizienz des Schaltnetzteils ist einer seiner Vorteile, und da das Schaltnetzteil eine hohe Betriebsfrequenz hat, kann ein kleiner, leichter Transformator verwendet werden, sodass das Schaltnetzteil kleiner als das lineare Netzteil ist und weniger wiegt.
Wenn der hohe Wirkungsgrad, das Volumen und das Gewicht des Netzteils die entscheidenden Punkte sind, ist das Schaltnetzteil besser als das lineare Netzteil. Das Schaltnetzteil ist jedoch komplizierter und die internen Transistoren schalten häufig. Wenn der Schaltstrom weiterhin verarbeitet wird, können Rauschen und elektromagnetische Störungen entstehen, die andere Geräte beeinträchtigen. Wenn das Schaltnetzteil nicht speziell ausgelegt ist, ist der Leistungsfaktor des Netzteils möglicherweise nicht hoch.
