Schaltnetzteil (smps)

Definition - Was bedeutet Schaltnetzteil (SMPS)?

Ein Schaltnetzteil (SMPS) ist eine elektronische Schaltung, die Strom mithilfe von Schaltgeräten umwandelt, die bei hohen Frequenzen ein- und ausgeschaltet werden, und Speicherkomponenten wie Induktivitäten oder Kondensatoren, um Strom zu liefern, wenn das Schaltgerät nicht leitend ist Zustand.

Schaltnetzteile weisen einen hohen Wirkungsgrad auf und werden häufig in einer Vielzahl elektronischer Geräte verwendet, einschließlich Computern und anderen empfindlichen Geräten, die eine stabile und effiziente Stromversorgung erfordern.

Ein Schaltnetzteil wird auch als Schaltnetzteil oder Schaltnetzteil bezeichnet.

Technische.me erklärt das Switched-Mode-Netzteil (SMPS)

Schaltnetzteile werden nach der Art der Eingangs- und Ausgangsspannungen klassifiziert. Die vier Hauptkategorien sind:

  • AC zu DC
  • DC zu DC
  • DC zu AC
  • AC zu AC

Eine grundlegende isolierte Wechselstrom-Gleichstrom-Schaltversorgung besteht aus:

  • Eingangsgleichrichter und Filter
  • Wechselrichter bestehend aus Schaltgeräten wie MOSFETs
  • Transformator
  • Ausgangsgleichrichter und Filter
  • Rückkopplungs- und Steuerkreis

Die Eingangsgleichstromversorgung von einem Gleichrichter oder einer Batterie wird dem Wechselrichter zugeführt, wo sie bei hohen Frequenzen zwischen 20 kHz und 200 kHz durch den schaltenden MOSFET oder die Leistungstransistoren ein- und ausgeschaltet wird. Die hochfrequenten Spannungsimpulse vom Wechselrichter werden der Primärwicklung des Transformators zugeführt, und der sekundäre Wechselstromausgang wird gleichgerichtet und geglättet, um die erforderlichen Gleichspannungen zu erzeugen. Eine Rückkopplungsschaltung überwacht die Ausgangsspannung und weist die Steuerschaltung an, das Tastverhältnis anzupassen, um den Ausgang auf dem gewünschten Pegel zu halten.

Es gibt verschiedene Schaltungskonfigurationen, die als Topologien bekannt sind und jeweils einzigartige Eigenschaften, Vorteile und Betriebsmodi aufweisen, die bestimmen, wie die Eingangsleistung auf den Ausgang übertragen wird.

Die meisten häufig verwendeten Topologien wie Flyback, Push-Pull, Halbbrücke und Vollbrücke bestehen aus einem Transformator für Isolation, Spannungsskalierung und mehrere Ausgangsspannungen. Die nicht isolierten Konfigurationen haben keinen Transformator und die Leistungsumwandlung erfolgt durch die induktive Energieübertragung.

Vorteile von Schaltnetzteilen:

  • Höherer Wirkungsgrad von 68% bis 90%
  • Geregelte und zuverlässige Ausgänge unabhängig von Schwankungen der Eingangsversorgungsspannung
  • Klein und leichter
  • Flexible Technologie
  • Hohe Leistungsdichte

Nachteile:

  • Erzeugt elektromagnetische Störungen
  • Komplexes Schaltungsdesign
  • Teuer im Vergleich zu linearen Lieferungen

Schaltnetzteile werden verwendet, um eine Vielzahl von Geräten wie Computer, empfindliche Elektronik, batteriebetriebene Geräte und andere Geräte mit hohem Wirkungsgrad zu versorgen.