Detaillierte Erläuterung der AC/DC- und DC/DC-Netzteile
Der Bereich der Schaltnetzteiltechnologie beschäftigt sich mit der Entwicklung entsprechender leistungselektronischer Geräte und der Entwicklung der Schaltfrequenzumwandlungstechnologie. Beide fördern und treiben gemeinsam die Entwicklung von Schaltnetzteilen in Richtung leicht, klein, dünn, geräuscharm, hochzuverlässig und störungsfrei voran, wobei die jährliche Wachstumsrate mehr als zweistellig ist. Schaltnetzteile lassen sich in zwei Kategorien einteilen: AC/DC und DC/DC. DC/DC-Wandler sind mittlerweile modularisiert, die Designtechnologie und der Produktionsprozess sind sowohl im Inland als auch international ausgereift und standardisiert und werden von den Anwendern anerkannt. Allerdings stößt die Modularität von AC/DC aufgrund ihrer Eigenheiten im Zuge der Modularisierung auf komplexe technische und prozesstechnische Fertigungsprobleme. Im Folgenden werden der Aufbau und die Eigenschaften von zwei Arten von Schaltnetzteilen erläutert.
1 DC/DC-Umwandlung
Bei der DC/DC-Umwandlung handelt es sich um den Prozess der Umwandlung einer festen Gleichspannung in eine variable Gleichspannung, der auch als DC-Zerhacken bezeichnet wird. Es gibt zwei Arbeitsmodi eines Choppers: Der eine ist der Pulsweitenmodulationsmodus, bei dem Ts unverändert bleibt und der Ton geändert wird (universell), und der andere ist der Frequenzmodulationsmodus, bei dem der Ton unverändert bleibt und der Ts geändert wird (störanfällig). Die spezifischen Schaltungen sind in die folgenden Kategorien unterteilt:
(1) Buck-Schaltung - ein Abwärtszerhacker-, dessen durchschnittliche Ausgangsspannung Uo niedriger als die Eingangsspannung Ui ist und die gleiche Polarität hat.
(2) Boost-Schaltung - ein Boost-Chopper, dessen durchschnittliche Ausgangsspannung Uo größer als die Eingangsspannung Ui ist und die gleiche Polarität hat.
(3) Buck-Boost-Schaltung - ein Abwärts- oder Aufwärts-Zerhacker, dessen durchschnittliche Ausgangsspannung Uo größer oder kleiner als die Eingangsspannung Ui ist, mit entgegengesetzter Polarität und induktiver Übertragung.
(4) Cuk-Schaltung - Abwärts- oder Aufwärts-Zerhacker, dessen durchschnittliche Ausgangsspannung Uo größer oder kleiner als die Eingangsspannung UI ist, mit entgegengesetzter Polarität und kapazitiver Übertragung.
