Netzteile

Mean Well Netzteile

Ein Kommentar

Die qualitativ hochwertigen Mean Well Netzteile werden von dem Unternehmen Mean Well Enterprise Co. Ltd in Taiwan seit 1982 hergestellt. Der weltweit führende Hersteller fertigt AC/DC-Schaltnetzteile, DC/AC-Wechselrichter und DC/DC-Wandler und Batterieladegeräte. Ungefähr an die 2.500 Standard-Produkte decken den Bedarf in den Bereichen Büro- und Computertechnik, Medizin, Automatisierung und Informationstechnologie.

Unternehmensgeschichte Mean Well

Das Unternehmen wurde 1982 unter dem Firmennamen Mean Well Enterprises Co. Ltd in Taiwan gegründet und entwickelte im gleichen Jahr ein Apple-II-kompatibles Schaltnetzteil. Zwei Jahre später folgte ein IBM-PC-kompatibles Schaltnetzteil und weitere zwei Jahre später Industrie-Schaltnetzteile. Aufgrund von positiven Unternehmenserfolgen wurde 1993 auch eine Produktionsfirma in der chinesischen Stadt Guangzhou errichtet. Im Jahre 1994 erlangte die Firma Mean Well eine ISO-9001-Zertifizierung, welche sich mit ihrem Qualitätsmanagement verstärkt an den Belangen der Kunden orientiert. Im Jahre 1999 entstand im Bundesstaat Californien „Meanwell USA Inc.“ 2004 entwickelte das Unternehmen auf der Grundlage von umweltfreundlichen Zielsetzungen bleifreie Produkte. In den Niederlanden wurde 2006 die „Mean Well Europe BV“ errichtet. Im selben Jahr folgte in China, in der Stadt Suzhou, eine zweite Produktionsfirma.

Netzteilarten

Grundsätzlich dienen Netzteile der Energieversorgung von elektrischen Geräten und wandeln Ströme oder Spannungen in die zu benötigende Leistung um. Unterteilt werden Netzteile in geregelte und ungeregelte Netzteile.  Die ungeregelten Netzteile sind lastabhängig und verfügen meist nur über einen Netztransformator. Dagegen bestehen die geregelten Netzteile aus linear geregelten Netzteilen oder Schaltnetzteilen. Die linear geregelten Netzteile sorgen ständig für Gleichspannung, während die Schaltnetzteile mit höheren Frequenzen im Bereich von einigen 100 kHz arbeiten. Die Schaltnetzteile zeichnen einen einfacheren und kleineren Aufbau der Transformatoren aus. Besonders vorteilhaft ist der höhere Wirkungsgrad der Schaltnetzteile.

Meanwell Netzteile können über die Firma ProConnecting bezogen werden.

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Netzteile, Transformatoren

Schaltnetzteile im Detail – Teil 2

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Die Schaltnetzteile werden aufgrund ihrer überdurchschnittlich hohen Leistungsdichte insbesondere zur Einsparung von Material und Masse verwendet. Sie erbringen bereits mit einer kleinen Leistung einen höheren Wirkungsgrad als herkömmliche Netzteile. Die Schaltnetzteile werden aus diesen Gründen immer öfter auch in Stecknetzteilen eingesetzt.

Eigenschaften von Schaltnetzteilen

Die Schaltnetzteile erbringen bereits bei einer kleinen Nennleistung einen sehr hohen Wirkungsgrad, der bei bis zu 90 % liegen kann. Außerdem können die Schaltnetzteile sowohl für niedrige als auch für hohe Netzspannungen verwendet werden. Der Toleranzbereich für die Eingangsspannung liegt bei 85 bis 255 Volt und für die Netzfrequenz bei 47 bis 63 Herz. Die Schaltnetzteile sind im Vergleich zu den herkömmlichen Netzteilen deutlich leichter aufgrund der kleineren Transformatoren und Siebkondensatoren. Von Vorteil ist auch der geringe Materialverbrauch (Kupfer) und die damit verbundenen reduzierten Herstellungskosten von Schaltnetzteilen im Gegensatz zu konventionellen Netzteilen.  

Neben den genannten Vorteilen sind auch einige Nachteile bei den Schaltnetzteilen zu verzeichnen. Die hohen Frequenzen erfordern intensive Maßnahmen zur Verringerung des EMV-Verhaltens (Störungen).

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Transformatoren

Schaltnetzteile im Detail – Teil 1

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Die Schaltnetzteile mit der Abkürzung SNT oder englisch SMPS für switched-mode power supply wandeln eine Eingangsspannung in eine Gleichspannung um. Diese elektrischen Bauteile zeichnen sich im Verhältnis zu Spannungsreglern, welche konstante Spannungen regeln sollen, zusätzlich durch einen hohen Wirkungsgrad aus. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Netzteilen haben die Schaltnetzteile die Aufgabe, die Netzspannung gleichzurichten, dann in eine Wechselspannung mit höherer Frequenz zu transformieren und anschließend wieder in Gleichspannung umzuwandeln.

Technischer Nutzen

Herkömmliche Netzteile beinhalten einen Transformator, der die Spannung umwandeln soll. Dabei gilt grundsätzlich, dass sich die Leistung bei gleichbleibender Masse ungefähr proportional zur Frequenz erhöhen lässt. Würde man die Frequenz erhöhen, müsste folglich auch eine größere Leistung zu übermitteln sein. Von Vorteil ist gleichzeitig, dass die Masse des Trafos keinen Einfluss auf die Leistung nimmt, so dass sich auch leichtere Netzteile bauen lassen.

Bei den Schaltnetzteilen werden die Transformatorkerne in der Regel aus Ferrit oder Eisenpulver hergestellt, damit beispielsweise Wirbelstromverluste ganz oder teilweise verhindert werden können. Außerdem bestehen die Wicklungen für höhere Frequenzen aus flachen Kupferbändern oder einzeln isolierten Drähten, um eine Stromverdrängung zu vermeiden. Mögliche Störungen im Hochfrequenzbereich aufgrund von schnellen Spannungsänderungen werden durch Abschirmungen und Netzfilter reduziert.

Anwendungsgebiete der Schaltnetzteile

Aufgrund des hohen Wirkungsgrades bereits bei kleinen Nennleistungen werden Schaltnetzteile im Gegensatz zu konventionellen Netzteilen bevorzugt verwendet. Allerdings sind auch hier Vor- und Nachteile abzuwägen. Die Einsatzgebiete von Schaltnetzteilen sind vielfältig und universell. Man findet sie bereits in vielen elektronischen Geräten unseres Alltags, wie zum Beispiel als Netzteile für Computer und Fernseher oder als Ladegeräte für Laptops und Mobiltelefone, die eine geringere Leistung aufbringen. Ebenso werden die Schaltnetzteile für Trafos in Niedervoltgeräten eingesetzt.

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Inverter

Inverter / Resonanzwandler

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Der Inverter ist auch als Resonanzwandler bekannt und wandelt Gleichspannung in ein- oder mehrphasige Wechselspannung um.

Er ist eine schaltungstechnische Form eines Schaltteils, das bei der Energieübertragung mit einem Schwingkreis arbeitet. Im Gegensatz zu Umformern gibt es beim Inverter keine mechanisch bewegten Teile. Für den optimalen Betrieb sollte er mit einer konstanten Last betrieben werden.

Es gibt die verschiedensten Arten von Invertern mit unterschiedlichen Topologien.

Doch wird bei allen die energieübertragende Strecke im Bereich ihres Resonazpunktes betrieben. Manche Wandlertypen sind auch Teil des frequenzbestimmenden Oszillators.

Beispielsweise kann zur galvanischen Trennung je nach Anwendung der eingesetzte Resonanztransformator einen Transformator beinhalten bzw. damit ergänzt werden.

Bei Leistungen über 1 kW

Die leistungsübertragende Strecke inklusive Transformator bildet einen Schwingkreis mit zusätzlichen Kapazitäten und Induktivitäten, welcher den Bereich der Schaltfrequenz mitbestimmt. Für eine Leistungsanwendung über 1 kW wird so die Verlustleitung bei Schaltvorgängen in den Schalttransistoren minimiert.

Hier gibt es zwei Varianten von diesen Resonanzwandlern:

  1. ZVS (Zero Voltage Switching) Es wird immer im Nulldurchgang der Spannung geschaltet.
  2. ZCS (Zero Current Switching) Es wird immer nur im Nulldurchgang des Stromes geschaltet.

Bei Leistungen im Bereich um die 10 W

Für die kompakte Stromversorgung kleiner Leistungen im Bereich einiger 10 W, wird aus Kostengründen mit einer minimalen Anzahl diskreter Bauelemente ausgekommen.

In dieser Bauart wird kein Schwingkreis und keine Reglung mit zusätzlichen elektronischen Bauelementen benötigt.

Typische Anwendungsbereiche von Invertern:

  • Beleuchtung (Leuchtstofflampen,  Energiesparlampen)
  • Drehzahlreglung (Verdichter in Klimaanlagen , Verdichter im Wärmepumpenbau,                                            Ventilatoren, Drehstrom-Asynchronmaschinen, Drehstrom-Synchronmaschinen).
  • Wechselrichter (Einspeisung von Solarstrom ins öffentliche Netz, Umwandlung  von Akku- Gleichspannung in Wechselspannung, mobile Behausungen)
  • Strom- und Spannungswandlung  (in Schweißstromquellen)

Die passenden Inverter finden Sie hier: Inverter kaufen

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