Netzteile

Vorteile und Nachteile von medizinischen Netzteilen

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In der Medizin werden an Netzteile besonders hohe Anforderungen gestellt: Die Sicherheit des Patienten steht im Vordergrund. Alle medizinischen Netzteile in Deutschland müssen die gültigen Gesetzesnormen erfüllen, um eine Zulassung zu erhalten. Charakteristisch für medizinische Netzteile ist ein Wirkungsgrad von etwa 90 Prozent. Einer besonderen Bedeutung kommt die Reduktion der Ableitströme zu, da diese Impulse nicht über das Gerät auf den Patienten übergehen dürfen.

Medizinische Netzteile sind in verschiedenen Bauformen erhältlich. Hierzu gehören Open Frame Netzteile, Tischnetzteile, Steckernetzteile für die Steckdose und modulare Netzteile. Bei medizinischen Netzteilen für Geräte handelt es sich häufig um Einbaunetzteile. Wenn hingegen die Netzspannung mit einem externen Zusatzgerät ausgelagert wird, ergibt sich der Vorteil, dass dieses Gerät nicht in direkten Kontakt mit dem Patienten kommt. Medizinische Netzteile, die als Einbaugeräte verbaut werden, müssen noch spezifischer abgeschirmt und geerdet werden. Zu den typischen Qualitätsmerkmalen gehört hier eine doppelte Schutzisolation mit erdfreiem Anschluss.

Medizinische Netzteile unterliegen der Norm EN 60601-1 und UL2601-1. Aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen und der erforderlichen Zulassung ist die Entwicklung dieser Netzteile mit höheren Kosten verbunden. Medizinische Netzteile für Geräte in Krankenhäusern oder Arztpraxen sind deutlich kostenintensiver als herkömmliche Netzteile. In der Medizin kommen meist AC/DC Schaltnetzteile zum Einsatz.

Medizinische Netzteile werden über den spezialisierten Fachhandel angeboten.

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Konstantstromquelle

Konstantstromquelle für Leuchtdioden

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Leuchtdioden sind auch unter der Abkürzung LEDs bekannt. Handelsübliche Leuchtdioden sind elektronische Halbleiter Bauelemente, die unter Anderem zur Beleuchtung von Flachbildschirmen eingesetzt werden. Auch im Beleuchtungssegment setzen heute immer mehr Hausbesitzer und Innenausstatter auf stromsparende LEDs.

Leuchtdioden werden oft mithilfe einer Konstantstromquelle betrieben. Konstantstromquellen machen einen Strom konstanten Niveaus nutzbar, auch wenn sich der elektrische Widerstand ändert. Diese Art der Stromversorgung wird auch als eingeprägter Strom bezeichnet.

Die Helligkeit von LEDs wächst mit der Leistungsaufnahme an. Die Temperatur der LEDs bleibt bei einer konstanten Halbleitertemperatur annähernd gleich. Die Leuchtdioden werden nicht direkt an eine Spannungsquelle wie eine Batterie angeschlossen.

LEDs werden am einfachsten über einen Vorwiderstand betrieben. Der Wirkungsgrad unterscheidet sich hierbei nicht von dem einer linearen Konstantstromquelle. Nachteilig wirkt sich beim Betrieb von LEDs mit einem Vorwiderstand aber die hohe Variabilität des Stroms aus. Häufig werden Leuchtdioden auch mit einer Konstantstromquelle betrieben, wobei der Vorwiderstand entfällt. Diese Konstantstromquellen werden mithilfe von Transistoren oder integrierten Schaltkreisen realisiert und ermöglichen weite Spannungsbereiche. Es gibt neben einem Vorwiderstand und einer Konstantstromquelle auch noch die Möglichkeit, LEDs über einen Schaltregler zu betreiben oder die Netzspannung zu nutzen. Zum Betrieb einer Leuchtdioden mit Netzspannung wird ein Gleichrichter oder alternativ ein Vorschaltkondensator benötigt.

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Schutzleiter

Resonanzwandler Serien

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Der Resonanzwandler ist eine Sonderform des Gleichspannungswandlers, der eine Übertragung von Energie mithilfe eines Schwingkreises möglich macht. Resonanzwandler wandeln eine Gleichspannung in eine Wechselspannung um. Diese Wechselspannung ein- oder mehrphasigen Niveaus arbeitet mit einer konstanten Last. Resonanzwandler kommen ohne mechanisch bewegliche Bauteile aus. Der geeignete Resonanzwandler-Typ wird vom gewünschten Anwendungsbereich bestimmt.

Zu den typischen Anwendungsgebieten für Resonanzwandler gehören Leuchtstofflampen. Im Leistungsbereich von weniger als zehn Watt arbeitet der Resonanzwandler hier als Vorschaltgerät, das zur Erzeugung einer hohen Spannung eingesetzt wird. Resonanzwandler werden auch für die Stromversorgung von Leuchtstoffröhren verwendet, die als Hintergrundbeleuchtung für Flachbildschirme Verwendung finden.

In der Praxis werden Resonanzwandler in verschiedenen Serien und Bauweisen eingesetzt. Im Grundaufbau eines Resonanzwandlers wird durch zwei Rechteckspannungen eine Steuerung erzeugt. Die beiden Spannungen dürfen sich dabei nicht überlappen. Der integrierte Reihenschwingkreis formt einen sinusförmigen Wechselstrom mit abgestimmter Frequenz. Erreichen die Wechselstromwiderstände einen bestimmten Wert, wird eine hohe Scheitelspannung erzeugt.

Resonanzwandler, die in Energiesparlampen und als Hintergrundbeleuchtung von TFTs eingesetzt werden, funktionieren als selbstschwingender Inverter. Die eingehende Gleichspannung wird in eine Wechselspannung höheren Niveaus umgewandelt. Typisch für die erzeugte Wechselspannung sind hohe Frequenzbereiche. Die Last ist dabei immer ein bekannter Wert und fest mit dem Inverter verbunden.

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Reihenklemmen

Federzugklemmen und Printklemmen

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Klemmen werden in der Elektrotechnik eingesetzt, um Drähte und Leitungen anzuschließen. Wenn die Klemmen fest verschlossen sind, besteht ein dauerhafter und sicherer Kontakt. Handelsübliche Klemmen für die Elektrotechnik werden mit Federn oder Schrauben geschlossen.

In der Elektrotechnik werden verschiedene Klemmen-Typen eingesetzt. Hierzu zählen Erdklemmen für Montageschienen und Schutzleiter sowie Brückenklemmen für einen Verbund mehrerer Klemmen. Fahrstuhlklemmen werden zum Schutz von Litzenleistungen eingesetzt. Für Tragschienen nach DIN-Norm verwendet man hingegen Reihenklemmen. Sicherungsklemmen dienen zum Schutz vor einer Überspannung. Als Verbindungselement kommen Schneidklemmen zum Einsatz. Zu den bekanntesten Klemmen-Typen gehören auch Printklemmen: Sie sind auf Leiterplatten befestigt. Mithilfe der Printklemmen können Leitungen an der Platine angeschlossen werden. Printklemmen werden auch als PCB-Klemmen bezeichnet.

Federklemmen werden eingesetzt um mehrere Bauteile miteinander zu verbinden. Das Funktionsprinzip einer Federzugklemme basiert auf der Federkraft. Federklemmverbindungen nutzen die Selbsthemmung mithilfe einer Feder und werden zu den kraftschlüssigen Verbindungen gezählt. Für den dauerhaften Einsatz von Federzugklemmen wird eine permanente Federeigenschaft voraus gesetzt. In der Praxis kommen Federklemmen sehr häufig zum Einsatz, da sie schnell und kostengünstig montiert werden können. Trotzdem kann die Spannkraft einiger Materialien mit der Zeit etwas nachlassen. In der Elektroinstallation wird die Federklemme heute sehr oft eingesetzt – meist als Käfigklemme. Federzugklemmen sind etwas teurer als andere Klemmen-Typen, reduzieren die Kosten aber wiederum mit kurzen Montagezeiten.

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