Funktionsprinzip des Schaltnetzteils
Die Funktionsweise eines Schaltnetzteils ist recht einfach zu verstehen. Bei einer linearen Stromversorgung wird der Leistungstransistor im linearen Modus betrieben. Im Gegensatz zu einem linearen Netzteil betreibt ein PWM-Schaltnetzteil den Leistungstransistor im Ein- und Ausschaltzustand. In diesen beiden Zuständen ist das am Leistungstransistor anliegende Spannungs-Ampere-Produkt sehr klein (niedrige Spannung und hoher Strom beim Leiten; hohe Spannung und niedriger Strom beim Ausschalten)/das Volt-Ampere-Produkt am Leistungsgerät ist der am erzeugte Verlust Leistungshalbleiterbauelement. Im Vergleich zu linearen Netzteilen wird der effizientere Arbeitsprozess von PWM-Schaltnetzteilen durch „Zerhacken“ erreicht, was bedeutet, dass die Eingangsgleichspannung in eine Impulsspannung mit einer Amplitude gleich der Eingangsspannungsamplitude zerhackt wird. Das Tastverhältnis des Impulses wird vom Controller des Schaltnetzteils eingestellt. Sobald die Eingangsspannung in Wechselstrom-Rechteckwellen zerhackt wird, kann ihre Amplitude durch einen Transformator erhöht oder verringert werden. Durch die Erhöhung der Anzahl der Sekundärwicklungen des Transformators kann die Anzahl der Ausgangsspannungsgruppen erhöht werden. Schließlich werden diese Wechselstromwellenformen gleichgerichtet und gefiltert, um eine Gleichstrom-Ausgangsspannung zu erhalten. Der Hauptzweck des Reglers besteht darin, eine stabile Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten, und sein Arbeitsablauf ähnelt dem eines linearen Reglers. Das heißt, die Funktionsblöcke, die Spannungsreferenz und der Fehlerverstärker des Controllers können so gestaltet sein, dass sie denen eines Linearreglers entsprechen. Ihr Unterschied besteht darin, dass der Ausgang (Fehlerspannung) des Fehlerverstärkers eine Spannungs-/Impulsbreiten-Umwandlungseinheit durchlaufen muss, bevor er den Leistungstransistor ansteuert. Schaltnetzteile haben zwei Hauptbetriebsmodi: Vorwärtswandlung und Hochsetzwandlung. Obwohl sich die Anordnung der einzelnen Teile kaum unterscheidet, variiert der Arbeitsprozess stark und jeder hat seine eigenen Vorteile in bestimmten Anwendungsszenarien.
