Wechselrichter

Als Wechselrichter wird ein elektrisches Gerät bezeichnet, das Gleich- in Wechselspannung umwandelt. Wechselrichter sind auch als Inverter bekannt und erreichen einen Wirkungsgrad von beinahe einhundert Prozent. Zu den bekanntesten Anwendungsgebieten zählen Solarwechselrichter.

Ein Wechselrichter wird überall dort benötigt, wo Gleichspannung anliegt, aber Wechselspannung benötigt wird. Es gibt selbst geführte und fremd geführte Wechselrichter. Die selbst geführten Wechselrichter eignen sich zum Aufbau eines Inselnetzes und versorgen Geräte mit der benötigten Wechselspannung. Bei fremd geführten Wechselrichtern handelt es sich um elektrische Geräte mit Ventilen ohne eigenständige Abschaltung.

Zu jeder modernen Solaranlage gehört ein Solarwechselrichter. Dieser Wechselrichter wandelt die Gleichspannung, die vom Solarmodul erzeugt wurde, in die vom Stromversorgungsnetz benötigte Wechselspannung um. Zu den bekanntesten Anwendungen für Wechselrichter zählen zudem USVs, die als unterbrechungsfreie Stromversorgung Störungen bei der Stromversorgung überbrückt. Eine USV kommt unter Anderem in Krankenhäusern zum Einsatz und sorgt für den lückenlosen Betrieb von Rechenzentren. Im Auto sind Wechselrichter als Zigarettenanzünder oder Festanschluss zu finden.

Wechselrichter werden mechanisch oder elektronisch umgesetzt. Sie eignen sich zur Erzeugung des einphasigen Wechselstroms und kommen auch zur Bereitstellung von Drehstrom zum Einsatz. Moderne Wechselrichter werden aus Siliziumkarbit hergestellt.

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Vorteile von Schaltnetzteilen

Schaltnetzteile werden unter Anderem als Netzteile für Computer und Drucker sowie für Fernsehgeräte verwendet. Man teilt Netzteile in Schaltnetzteile und Trafonetzteile ein. Das Schaltnetzteil unterscheidet sich vom herkömmlichen Netzteil anhand seiner Funktionsweise: Schaltnetzteile richten die Spannung erst gleich, wandeln sie anschließend in eine Wechselspannung höheren Niveaus um und richten sie dann wieder gleich.

Das Schaltnetzteil ist eine elektronische Baugruppe und weist einen deutlich höheren Wirkungsgrad als herkömmliche Netzteile auf. Ihr Wirkungsgrad liegt sogar bei bis zu 90 Prozent und mehr. Weiterhin lassen sich Schaltnetzteile auf unterschiedlichste Spannungsbereiche auslegen. Sie eignen sich für Netzspannungen zwischen 85 und etwa 255 Volt. Die modernen Schaltnetzteile sind kleiner und leichter als ein vergleichbarer Trafo und können auch kostengünstiger hergestellt werden. Zur Produktion wird nur wenig Kupfer benötigt. Neue Schaltnetzteile zeichnen sich durch einen niedrigen Stromverbrauch im Modus Stand-By aus.

Moderne Schaltnetzteile kommen vor allem als effektive und preisgünstige Lösung zum Einsatz. Im Schaltnetzteil erfolgt zunächst eine Gleichrichtung der Spannung, dann wird die Gleichspannung geglättet. Nach einer Zerteilung der Stromspannung wird die Gleich- und Wechselspannung umgewandelt. Anschließend erfolgt wiederum eine Gleichrichtung der Wechselspannung und eine abschließende Siebung. Im Kern des Netzteils befindet sich ein Transformator mit Kern aus Ferrit.

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Einbau-Netzteile über 100W

Einbau-Netzteile sind eigenständige Netzteile, die entweder als Baugruppe oder Einbaugerät montiert werden. Die Netzteile sind auf höhere Spannungsbereiche ab einhundert Watt ausgelegt und eignen sich für unterschiedliche Anwendungsbereiche. Sie kommen in Schaltschränken und auch für Geräte wie Computer und Fernseher zum Einsatz. Das Einbau-Netzteil ist geeignet, wenn verschiedene Spannungen benötigt werden. Besonders leistungsstarke Rechner mit entsprechender Platine und Grafikkarte benötigen in der Regel ebenso leistungsstarke Netzteile zum einbauen. Beim Kauf solcher Netzteile sollte auf die Menge der verfügbaren Anschlüsse sowie auf den Lautstärkebereich geachtet werden. Grundsätzlich gilt: Je mehr Leistung beispielsweise der PC bewältigen muss, desto leistungsstark muss auch das Netzteil ausfallen. Mit der Leistung des Netzteils steigt allerdings auch der Stromverbrauch, so dass der tatsächliche Anforderungsbereich auf das Netzteil abgestimmt werden sollte. Im Fachhandel sind auch weitaus leistungsstärkere Netzteile über einhundert Watt erhältlich.

Neben Einbau-Netzteilen ab einhundert Watt gibt es weitere Netzteil-Typen in eigenständiger, also nicht fest integrierter Bauweise. Hierzu zählen Festspannungsnetzteile, die in den meisten Haushalten zur Stromversorgung von Notebooks eingesetzt werden. Weiterhin werden spezielle Netzteile für den Einsatz im Labor und DC-Schaltwandler für große Anlagen wie Solar angeboten. Am bekanntesten sind im Haushalt wohl integrierte Steckernetzteile im Netzstecker von Geräten wie beim Ladegerät vom Handy. Bei den meisten Steckernetzteilen handelt es sich heute um Schaltnetzteile.

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Leiterplattentransformatoren

Transformatoren sind elektrotechnische Bauelemente. Im Volksmund ist der Transformator auch als Trafo bekannt. Alle Trafos bestehen aus einem Kreis mit magnetischen Eigenschaften und zwei Leitern. Jeder Leiter stellt einen eigenständigen Stromkreis dar. Der Kern des Trafos besteht aus Eisen oder Ferrit. Wenn an einen der Leiter eine Wechselspannung angelegt wird, baut sich an der zweiten Wicklung ebenfalls eine Wechselspannung auf.

Moderne Transformatoren werden in verschiedenen Bauformen für unterschiedliche Anwendungen konzipiert. Zu den bekanntesten Modellen gehören runde Trafos mit Ringkern. Rechteckige Trafos sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Bei Leiterplattentransformatoren handelt es sich um flache Transformatoren mit niedriger Bauhöhe, die auch als Flachtransformatoren bekannt sind. Alle Trafos funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Der Transformatorkern oder auch magnetischer Kreis wird von zwei Leitern umgeben, die aus verschiedenen Stromkreisen bestehen. Ein Trafo verfügt über mindestens zwei dieser Wicklungen.

Transformatoren wurden Ende des 19. Jahrhunderts entwickelt. Zu dieser Zeit war allerdings noch der Begriff des sekundären Generators für Trafos geläufig. Im Haushalt kommen Trafos für Elektrogeräte zum Einsatz: Sie wandeln die Spannung aus der Steckdose in die vom Gerät benötigte Betriebsspannung um. Zu den bekanntesten Trafos im Haushalt gehören Schaltnetzteile, die in Steckernetzteilen von Notebooks verbaut sind. Handelsübliche Fernseher und Monitore sind mit einem Zeilentransformator ausgestattet.

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