Das Funktionsprinzip der Schaltnetzteil und Klassifizierung
Der Arbeitsvorgang des Schaltnetzteils ist recht einfach zu verstehen. Bei einem linearen Netzteil arbeitet der Leistungstransistor im linearen Modus. Der Unterschied zwischen einem linearen Netzteil und einem pWM-Schaltnetzteil besteht darin, dass der Leistungstransistor im Ein- und im Aus-Zustand arbeitet. In diesen beiden Zuständen ist das zum Leistungstransistor addierte Volt-Ampere-Produkt sehr klein (im Ein-Zustand ist die Spannung niedrig und der Strom hoch; im Aus-Zustand ist die Spannung hoch und der Strom niedrig)/Leistungsgerät. Das Volt-Ampere-Produkt am Leistungsgerät ist der Verlust, der am Leistungshalbleitergerät entsteht. Im Vergleich zu linearen Netzteilen arbeiten pWM-Schaltnetzteile effizienter, indem sie „zerhacken“, d. h. die Eingangsgleichspannung in Impulse mit einer Amplitude zerhacken, die der Eingangsspannungsamplitude entspricht. Der Arbeitszyklus des Impulses wird vom Regler des Schaltnetzteils eingestellt. Sobald die Eingangsspannung in eine Wechselstrom-Rechteckwelle zerhackt ist, kann ihre Amplitude durch einen Transformator erhöht oder verringert werden. Die Anzahl der Ausgangsspannungsgruppen kann durch Erhöhen der Anzahl der Sekundärwicklungen im Transformator erhöht werden. Schließlich werden diese Wechselstromwellen gleichgerichtet und gefiltert, um die Gleichstromausgangsspannung zu erhalten. Der Hauptzweck des Reglers besteht darin, die Ausgangsspannung stabil zu halten, und der Vorgang ist der linearen Form des Reglers sehr ähnlich. Dies bedeutet, dass die Funktionsblöcke des Reglers, die Spannungsreferenz und der Fehlerverstärker, auf die gleiche Weise wie ein linearer Regler ausgelegt werden können. Der Unterschied besteht darin, dass der Ausgang des Fehlerverstärkers (die Fehlerspannung) durch eine Spannungs-/Pulsbreitenumwandlungseinheit geht, bevor er die Leistungsröhren ansteuert. Schaltnetzteile haben zwei Hauptbetriebsarten: Vorwärtsumwandlung und Aufwärtsumwandlung. Obwohl sich die Anordnung ihrer Komponenten kaum unterscheidet, sind die Betriebsvorgänge sehr unterschiedlich und jeder hat seine eigenen Vorteile für eine bestimmte Anwendung.
Klassifizierung von Schaltnetzteilen
Die Menschen auf dem Gebiet der Schaltnetzteiltechnologie entwickeln auf der einen Seite die entsprechenden Leistungselektronikgeräte und auf der anderen Seite die Schaltwechselrichtertechnologie. Diese beiden Faktoren fördern sich gegenseitig und führen dazu, dass Schaltnetzteile jedes Jahr mehr als zweistellig wachsen und sich in Richtung leichter, kleiner, dünner, geräuscharmer, zuverlässiger und störungsfreier Produkte entwickeln. Schaltnetzteile können in die beiden Kategorien AC/DC und DC/DC unterteilt werden. Außerdem gibt es AC/AC/DC/AC-Wechselrichter und DC/DC-Wandler, die mittlerweile modular sind. Die Designtechnologie und die Produktionsprozesse im In- und Ausland sind ausgereift und standardisiert und werden von den Benutzern anerkannt. Die Modularität von AC/DC ist jedoch aufgrund ihrer eigenen Merkmale ein komplexerer Prozess, der zu Problemen bei der Technologie- und Prozessherstellung führt. Die Struktur und die Merkmale der beiden Arten von Schaltnetzteilen werden im Folgenden beschrieben.
