Wirkung des Anlaufwiderstands des Schaltnetzteils
Bei der Auswahl der Widerstände in Schaltnetzteilschaltungen wird nicht nur der Stromverbrauch berücksichtigt, der durch den durchschnittlichen Stromwert im Schaltkreis verursacht wird, sondern auch die Fähigkeit, dem maximalen Spitzenstrom standzuhalten. Ein typisches Beispiel ist der Leistungsabtastwiderstand eines Schalt-MOSFET, der in Reihe zwischen dem Schalt-MOSFET und Masse geschaltet ist. Im Allgemeinen ist dieser Widerstandswert extrem klein und der maximale Spannungsabfall überschreitet 2 V nicht. Aufgrund des Stromverbrauchs erscheint es unnötig, einen Hochleistungswiderstand zu verwenden, aber angesichts der Fähigkeit, dem maximalen Spitzenstrom des Schalt-MOSFET standzuhalten, ist die Stromamplitude im Moment des Starts viel größer als der Normalwert. Gleichzeitig ist auch die Zuverlässigkeit des Widerstands äußerst wichtig. Wenn es während des Betriebs aufgrund von Stromstößen geöffnet wird, entsteht zwischen den beiden Punkten auf der Leiterplatte, an denen sich der Widerstand befindet, eine Impulshochspannung, die der Versorgungsspannung plus der Rückspitzenspannung entspricht, und der Widerstand wird zerstört. Gleichzeitig wird auch der integrierte Schaltkreis IC der Überstromschutzschaltung zerstört. Aus diesem Grund wird für diesen Widerstand im Allgemeinen ein 2-W-Metallfilmwiderstand gewählt. In einigen Schaltnetzteilen werden 2-4 1W-Widerstände parallel verwendet, nicht um die Verlustleistung zu erhöhen, sondern um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Selbst wenn ein Widerstand gelegentlich beschädigt wird, gibt es mehrere andere, um das Auftreten von Unterbrechungen im Stromkreis zu vermeiden. Ebenso ist der Abtastwiderstand der Ausgangsspannung eines Schaltnetzteils von entscheidender Bedeutung. Sobald der Widerstand geöffnet ist, beträgt die Abtastspannung null Volt und der PWM-Chip gibt einen Impuls aus, der seinen Maximalwert erreicht, was zu einem starken Anstieg der Ausgangsspannung des Schaltnetzteils führt. Darüber hinaus gibt es Strombegrenzungswiderstände für Optokoppler (Optokoppler) und so weiter.
In Schaltnetzteilen werden häufig in Reihe geschaltete Widerstände verwendet, nicht um den Stromverbrauch oder den Widerstandswert der Widerstände zu erhöhen, sondern um die Fähigkeit der Widerstände zu verbessern, Spitzenspannungen standzuhalten. Im Allgemeinen achten Widerstände nicht sehr auf ihre Spannungsfestigkeit. Tatsächlich weisen Widerstände mit unterschiedlichen Leistungs- und Widerstandswerten die höchste Betriebsspannung als Indikator auf. Bei höchster Betriebsspannung überschreitet der Stromverbrauch aufgrund des hohen Widerstands nicht den Nennwert, allerdings bricht auch der Widerstand zusammen. Der Grund dafür ist, dass verschiedene Dünnschichtwiderstände ihre Widerstandswerte basierend auf der Dicke der Dünnschicht steuern. Bei Widerständen mit hohem Widerstand wird die Länge des Films nach dem Sintern des dünnen Films durch Rillen verlängert. Je höher der Widerstandswert, desto höher die Rillendichte. Beim Einsatz in Hochspannungskreisen kommt es zwischen den Nuten zu Funkenentladungen, die zu Widerstandsschäden führen. Daher werden bei Schaltnetzteilen manchmal absichtlich mehrere Widerstände in Reihe geschaltet, um das Auftreten dieses Phänomens zu verhindern. Zum Beispiel der Startvorspannungswiderstand in herkömmlichen selbsterregten Schaltnetzteilen, der Widerstand von Schaltröhren, die an DCR-Absorptionskreise in verschiedenen Schaltnetzteilen angeschlossen sind, und der Anwendungswiderstand im Hochspannungsteil von Vorschaltgeräten für Metallhalogenidlampen.
PTC und NTC gehören zu den thermischen Leistungskomponenten. PTC hat einen großen positiven Temperaturkoeffizienten, während NTC einen großen negativen Temperaturkoeffizienten hat. Seine Widerstands- und Temperatureigenschaften, Voltampere-Eigenschaften sowie das Strom- und Zeitverhältnis unterscheiden sich völlig von gewöhnlichen Widerständen. In Schaltnetzteilen werden üblicherweise PTC-Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten in Schaltkreisen verwendet, die eine sofortige Stromversorgung erfordern. Beispielsweise stellt der in der Stromversorgungsschaltung des integrierten Erreger-Antriebsschaltkreises verwendete PTC mit seinem niedrigen Widerstandswert im Moment des Starts einen Startstrom für den integrierten Antriebsschaltkreis bereit. Nachdem der integrierte Schaltkreis einen Ausgangsimpuls erzeugt hat, wird er vom Schaltkreis mit gleichgerichteter Spannung versorgt. Dabei schließt der PTC aufgrund der durch den Anlaufstrom verursachten Temperatur- und Widerstandserhöhung automatisch den Anlaufstromkreis. Der NTC-Widerstand mit negativer Temperaturcharakteristik wird häufig als Strombegrenzungswiderstand für den sofortigen Eingang in Schaltnetzteilen verwendet und ersetzt herkömmliche Zementwiderstände. Das spart nicht nur Energie, sondern reduziert auch den Temperaturanstieg im Inneren der Maschine. In dem Moment, in dem das Schaltnetzteil eingeschaltet wird, ist der anfängliche Ladestrom des Filterkondensators extrem hoch und der NTC erwärmt sich schnell. Nach der Spitzenladung des Kondensators nimmt der NTC-Widerstand aufgrund der Temperaturerhöhung ab. Unter normalen Arbeitsstrombedingungen behält es seinen niedrigen Widerstandswert bei, wodurch der Stromverbrauch der gesamten Maschine erheblich reduziert wird.
Darüber hinaus werden Zinkoxid-Varistoren häufig auch in Schaltnetzteilen verwendet. Zinkoxid-Varistoren haben eine extrem schnelle Spitzenspannungsabsorptionsfunktion. Das größte Merkmal von Varistoren besteht darin, dass der durch sie fließende Strom extrem gering ist, wenn die an sie angelegte Spannung unter ihrem Schwellenwert liegt, was einem geschlossenen Ventil entspricht. Wenn die Spannung den Schwellenwert überschreitet, steigt der durch sie fließende Strom stark an, was der Öffnung des Ventils entspricht. Durch die Nutzung dieser Funktion können ungewöhnliche Überspannungen, die häufig im Stromkreis auftreten, unterdrückt werden, wodurch der Stromkreis vor Schäden durch Überspannung geschützt wird. Varistoren werden im Allgemeinen an den Netzeingang von Schaltnetzteilen angeschlossen und können vom Stromnetz induzierte Blitzhochspannung absorbieren. Bei zu hoher Netzspannung übernehmen sie eine Schutzfunktion.
