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Wissenswertes zu AC/DC-Printnetzteile

Elektronische Geräte und Schaltungen können nicht direkt an der Netzspannung betrieben werden. Sie benötigen wesentlich kleinere Betriebsspannungen, bei denen es sich jeweils um eine Gleichspannung handeln muss. AC/DC-Printnetzteile erfüllen beide Aufgaben, indem sie die AC-Netzspannung auf den gewünschten Spannungswert herabsetzen und in Gleichspannung umwandeln. Wie sie funktionieren und was es beim Kauf zu beachten gilt, erfahren Sie in unserem Ratgeber.

Was sind AC/DC-Printnetzteile?

AC/DC-Printnetzteile sind elektronische Netzteil-Bausteine. Sie wandeln Wechselspannungen, im Regelfall die Netzspannung des Versorgungsnetzes, in niedrigere Gleichspannungen um und dienen als Stromversorgung im Bereich der Elektronik. Printnetzteile integrieren meist die gesamte Elektronik auf einer einzigen, kompakten Leiterplatte und sind so kompakt, dass oft auch eine direkte Printmontage möglich ist. AC/DC-Printnetzteile sind stets als Schaltnetzteile ausgeführt und benötigen daher keine großen und schweren Transformatoren, wie sie bei konventionellen Netzteilen zum Einsatz kommen. Dadurch ergeben sich bei AC/DC-Netzteilen hohe Leistungsdichten und geringe Abmessungen bei wenig Gewicht.

Der Eingangsspannungsbereich von AC/DC-Printnetzteilen reicht – je nach Ausführung – von 90 Volt bis 430 Volt AC, wobei die meisten Netzteile über einen Universal-Netzeingang verfügen, also mit unterschiedlichen Spannungslagen zurechtkommen und dadurch auch in anderen Ländern mit abweichenden Netzspannungen betrieben werden können. Beim DC-Spannungsausgangsbereich sind unterschiedliche Spannungslagen lieferbar, beginnend bei 3,3 Volt bis hinauf zu 48 Volt. AC/DC-Printnetzteile sind in diversen Leistungsklassen verfügbar, die gebräuchlichsten Ausführungen decken mit verschiedenen Typen den Bereich von 1 Watt bis 60 Watt und einen Strom bis zu 10 Ampere ab.

Technisch betrachtet funktioniert das so: AC/DC-Printnetzteile führen zuerst eine Entstörung, Gleichrichtung und Siebung der AC-Eingangsspannung durch. Anschließend wird die gleichgerichtete Netzspannung wieder in eine Wechselspannung mit wesentlich höherer Frequenz im Kilohertz-Bereich umgewandelt. Ein kleiner Transformator, auch Übertrager genannt, reduziert im Anschluss durch ein geeignetes Übersetzungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwicklungen die hohe Spannung auf einen geringeren Wert, der etwas oberhalb der gewünschten Ausgangsspannung liegt. Dabei erfolgt auch eine galvanische Trennung zwischen Ein- und Ausgangsseite. Nun findet wieder eine AC-DC Wandlung statt, die erzeugte Wechselspannung wird erneut gleichgerichtet und gesiebt. Es folgt eine Regelstufe, die die Ausgangsspannung auf den benötigten Wert regelt und gegebenenfalls noch Überwachungs- und Schutzfunktionen beinhaltet.

Zum Einsatz kommen AC/DC-Printnetzteile als Netzteile und Stromversorgungen für elektronische Schaltungen, Kleingeräte der Unterhaltungselektronik, medizinische Geräte, Beleuchtungen und als energieeffizienter Ersatz für defekte oder auszutauschende konventionelle Netzteile.

Welche Typen und Bauarten von AC/DC-Printnetzteilen gibt es?

AC/DC-Printnetzteile werden in verschiedenen Bauarten produziert. Am häufigsten vertreten ist die Ausführung für Printmontage, bei der das Schaltnetzteil als kompaktes Modul mit Lötstiften oder mit SMD-Lötpads gefertigt wird. Sowohl elektrische Kontaktierung als auch mechanische Befestigung der Stromversorgung erfolgen hier über die entsprechenden Lötpins. Open Frame Netzteile besitzen kein Gehäuse, Platine und Bauteile des Schaltnetzteils liegen frei. Sie sind meist für Printmontage ausgelegt. AC/DC-Einbaunetzteile verfügen über ein geschlossenes Gehäuse und separate Befestigungsbohrungen. Elektrisch kontaktiert werden diese Schaltnetzteile entweder über Schraubklemmen oder fest angeschlossene Kabel mit offenen Enden.

Netzteile mit Gehäuse sind sowohl in nicht vergossener Ausführung als auch mit vergossenem Gehäuse lieferbar. Vergossene Netzteile für Printmontage bieten einen erhöhten Schutz der Bauteile vor schädlichen Umwelteinflüssen und beim Lötvorgang.

Kaufkriterien für AC/DC-Printnetzteile – Worauf kommt es an?

Neben der richtigen Ausgangsspannung und einer ausreichenden Leistung (Strom) muss das Schaltnetzteil noch andere technische Anforderungen erfüllen, die allerdings unterschiedlich – eben je nach Applikation – ausfallen können. Ein wichtiges Kriterium ist dabei die Stabilität der Ausgangsspannung bei schwankender Last sowie die Ausregelzeit, die das Netzteil benötigt, um auf plötzliche Laständerungen zu reagieren.

Auch die Restwelligkeit und ganz allgemein die „Sauberkeit“ der Ausgangsspannung in Hinsicht auf unerwünschte, aufgelagerte Störanteile kann eine wichtige Rolle spielen, ebenso wie etwaige Netzrückwirkungen eingangsseitig. Soll die maximale Leistung des AC/DC-Printnetzteils ganz oder annähernd ausgereizt werden, ist zu beachten, dass der hierfür zulässige Umgebungstemperaturbereich eingehalten wird. Höhere Temperaturen haben ein Derating zur Folge, die näheren Angaben hierzu können dem jeweiligen Datenblatt entnommen werden.

Je nach Anwendung können zusätzlich vorhandene Schutz- und Überwachungseinrichtungen des AC/DC-Netzteils sinnvoll sein. Hierzu sind Features wie Kurzschlussschutz sowie Überspannungs- und Überlastschutz zu zählen.

AC/DC-Printnetzteile zur Printmontage oder als Netzteil-Bausteine mit Gehäuse bieten besseren Schutz der Bauteile vor Verschmutzung oder Beschädigung. Noch robuster sind Schaltnetzteile mit vergossenem Gehäuse. Sie schützen die Elektronik vor Feuchtigkeit sowie Flussmittel und Waschchemikalien beim Löten. Ebenso erhöht der Verguss die Vibrations- und Schockbeständigkeit.

AC/DC-Printnetzteile für Printmontage ohne Gehäuse können eine gute Lösung darstellen, wenn es darum geht, eine hohe Bestückungsdichte zu realisieren. Vorteile ergeben sich unter Umständen auch bei der Kühlung.

In medizinisch-elektrischen Geräten dürfen zwingend nur Netzteile Verwendung finden, die die entsprechende Zulassung hierfür besitzen.

 

Praxistipp: AC/DC-Netzteile mit hohem Wirkungsgrad und geringen Leerlaufverlusten wählen

Schaltnetzteile sind aufgrund des hohen Wirkungsgrads in aller Regel sehr energieeffizient. Allerdings gibt es hier größere Unterschiede zwischen den verschiedenen Typen. Da AC/DC-Printnetzteile oftmals permanent am Netz betrieben werden, auch wenn die nachgeschaltete Elektronik nicht aktiv oder auf Stand-by geschaltet ist, kann es sich durchaus lohnen, nach einem Modell mit besonders hohem Wirkungsgrad und geringen Leerlaufverlusten Ausschau zu halten. Dies verringert nicht nur die laufenden Betriebskosten, sondern reduziert auch unerwünschte Verlustwärme, die sonst unter Umständen aufwendig abgeführt werden müsste.

Fazit: So kaufen Sie das richtige AC/DC-Printnetzteil

Einfach und platzsparend integrierbar sind Schaltnetzteile für die Printmontage. In nicht berührungsgeschützten Umgebungen benötigen Sie ein Schaltnetzteil mit Gehäuse und fest angeschlossenen Leitungen.

Beim Ersatz defekter Schaltnetzteile ist neben der mechanischen Kompatibilität auf die elektrischen Werte zu achten. Diese dürfen in keinem Bereich schlechter sein, als dies beim auszutauschenden Netzteil der Fall ist. Bei der Printmontage ist zu beachten, dass das Rastermaß und die elektrische Belegung der Pins identisch sind.

AC/DC-Printnetzteile werden fast immer an Netzspannung betrieben. Aus diesem Grund unterliegen sie gesetzlichen Vorschriften in Bezug auf die elektrische Sicherheit. Achten Sie deshalb darauf, dass das AC/DC-Printnetzteil sämtliche erforderlichen Prüfzeichen und Zulassungen besitzt, um Unfälle und gegebenenfalls rechtliche Probleme zu vermeiden.

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