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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 11:12 Mo 31.03.2008 | | Autor: | Mycroft |
Hallo,
Ich muss in der Schule die Funktion (Aufbau) eines Schalnetzteils am besten kurz und bündig erklären. Mein Problem ist, dass ich es selber nicht richtig verstehe, weil das auch überall anders erklärt wird(mal wird was weggelassen, mal ist es zu umfassend und vorallem sind überal andere Bezeichnungen). Außerdem verstehe ich auch nicht warum die umgewandelte Gleichspannung nocheinmal in eine Wechselspannung umgewandelt wird. Irgendwie wurde es auf Grund der höheren Frequenz beschrieben, dass dadurch der Transformator höhere Leistung erbringen kann, aber warum wird dannn die Wechselspannung überhaupt erst in Gleichspannung umgewandelt?
Wäre toll, wenn mir jemand helfen könnte!
Mycroft
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 12:03 Mo 31.03.2008 | | Autor: | Infinit |
Hallo mycroft,
ich versuche mal hier auf die Kürze mein Glück. Den wichtigsten Grund, weswegen man solche Schaltnetzteile benutzt, den hast Du bereits erkannt. Jedes Netzteil besitzt einen Trafo, sozusagen der Kern des Ganzen, der, wie der Name schon sagt, für die Transformation zwischen Ein- und Ausgangsspannung sorgt und Ein- und Ausgang galvanisch voneinander trennt.
Die Übertragung der Leistung geschieht durch Induktionsvorgänge und das bedeutet, dass sich die zu transformierende Spannung zeitlich ändern muss. Eine Gleichspannung lässt sich nicht über einen Trafo übertragen.
Bei den alten Netzteilen, die auch ich noch teilweise selbst gewickelt habe, arbeitete man einfach mit dem Wechselstrom aus der Steckdose, der hatte damit eine Frequenz von 50 Hz und solch eine Wechselspannung lässt sich über den Transformator übertragen. Auf der Sekundärseite des Trafos wurde die Spannung gleichgerichtet und stand damit als Gleichspannung zur Verfügung.
Die Verluste, die bei der Transformation der Leistung von der sogenannten Primärseite des Trafos (das ist die Seite, die an der Steckdose hängt) auf die Sekundärseite auftreten, (Hysterese ist hier das Stichwort, weiss aber nicht, ob ihr das schon hattet)sind umso größer, je geringer die Frequenz der Spannung an der Primärseite ist. Das hast Du ja bereits erkannt und das möchte man natürlich nicht, man möchte möglichst viel Energie über den Trafo übertragen können. Deswegen sollte man der Primärseite des Trafos eine Spannung anbieten mit möglichst hoher Frequenz, aber auch nicht so hoch, dass das Ganze bereits wie eine Antenne wirkt, den dann würde Leistung abgestrahlt und nicht mehr auf die andere Seite des Trafos transportiert.
Der Ingenieur steht jetzt also vor dem Problem, dass er eine Spannung mit hoher Frequenz erzeugen soll, denn die 50 Hz aus der Steckdose sind nicht gerade das Wahre wegen der bereits erwähnten Verluste. Man könnte nun die aus der Steckdose kommende sinusförmige Wechselspannung verdoppeln, vervierfachen etc. aber das ist alles recht aufwendig und damit auch kostenintensiv. Deswegen wählt man den Umweg über die Gleichspannung, worüber Du Dich ja bereits gewundert hast. Man richtet die Spannung auf der Primärseite gleich, die kann aber, wie ich oben geschrieben hatte, nicht über den Trafo übertragen werden. Jetzt kommt beim Schaltnetzteil das ins Spiel, was man den Zerhacker nennt. Man zerhackt die Gleichspannung, indem man sie schnell ein- und ausschaltet. Dies geschieht in Leistungstransistoren und durch das Zerhacken entstehen eine ganze Menge von Oberwellen, die verschiedene Frequenzen haben (üblichwerweise im Bereich zwischen 30 kHz und circa 300 kHz) und diese Oberwellen werden über den Transformator auf die Sekundärseite transformiert. Die Verluste sind dabei weitaus geringer als wenn ich das, wie bei einem alten Netzteil, bei einer Frequenz von 50 Hz getan hätte. Auf der Sekundärseite will man ja ein Gerät mit einer Gleichspannung betreiben, also richtet man dieses wilde Gemisch von Spannungen verschiedener Frequenzen wieder gleich und erzeugt auf diese Art die gewünschte Gleichspannung für den Ausgang des Schaltnetzteils.
Die Minimierung von Transformationsverlusten durch den Übergang auf Spannungen mit hohen Frequenzen ist also der Grund, weswegen man mit Schaltnetzteilen so gerne arbeitet. Es ist weniger Verlustwärme abzuführen, die Geräte können kleiner gebaut werden und damit steigt auch der Wirkungsgrad des Netzteils.
Ich hoffe, damit kannst Du etwas für Dein Referat anfangen.
Viel Erfolg dabei,
Infinit
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 13:11 Mo 31.03.2008 | | Autor: | Mycroft |
Hallo Infinit,
Vielen Dank für die schnell und vor allem gute Erklärung. Das hat mir echt weitergeholfen und ich habs auch begriffen. Also, nochmal vielen Dank.
liebe Grüße
Mycroft
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