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Grundkomponenten eines Netzteils

Eine Stromversorgung ist eine elektronische Schaltung, die eine Wechselspannung in Gleichspannung umwandelt. Sie besteht im Wesentlichen aus folgenden Elementen: Transformator-, Gleichrichter-, Filter- und Regelschaltungen. Netzteile (PSU) werden in Computern, Amateurfunksendern und -empfängern und allen anderen elektronischen Geräten verwendet, die Gleichspannung als Eingang verwenden. In diesem Artikel geht es um den Netzteil Aufbau und Funktion dieses Komponenten, denn die unterbrechungsfreie Stromversorgung ist ein Muss für Computer, die von Zeit zu Zeit flüchtige Daten speichern. Dadurch wird eine Beschädigung der Daten durch Stromausfall und Niederspannung verhindert.

Transformator

Der Transformator ist eine statische Vorrichtung, die elektrische Energie von der Primärwicklung auf die Sekundärwicklung überträgt, ohne die Frequenz zu beeinflussen. Es dient zum Hoch- oder Herunterfahren des Wechselspannungspegels und trennt den Rest der Elektronik vom Wechselstrom.

Die Primärwicklung des Transformators ist mit einer Wechselspannungsquelle verbunden, die Wechselstrom erzeugt, während die Sekundärwicklung an eine Last angeschlossen ist. Die Primär- und Sekundärwicklungen sind physikalisch nicht miteinander verbunden, aber aufgrund der elektromagnetischen Induktion nach dem Faradayschen Gesetz liegt eine induzierte Spannung in der Sekundärwicklung vor. Es gibt drei Hauptfunktionen von Transformatoren: die Erhöhung der Spannung, die Senkung der Spannung und die Trennung zwischen Primär- und Sekundärkreis.

Netzteil eines PCs

Ausgleicher

Der Gleichrichter ist eine Vorrichtung zur Umwandlung der Wechselspannung in pulsierende Gleichspannung. Der Grundgleichrichter ist die Diode. Diese Diode ist ein unidirektionales Gerät, das als Gleichrichter in Vorwärtsrichtung arbeitet. Die drei grundlegenden Gleichrichterschaltungen mit Dioden sind der Halbwellen-, Vollwellen-Mittelton- und Vollwellenbrückentyp.

Filter

Der Filter des Netzteils wird verwendet, um zu verhindern, dass die Ripple-Komponente im Ausgang erscheint. Es wurde entwickelt, um pulsierende Gleichspannung aus Gleichrichterschaltungen in einen entsprechend gleichmäßigen Gleichstrompegel umzuwandeln. Die beiden Grundtypen von Stromversorgungsfiltern sind der Kapazitätsfilter (C-Filter) und der RC-Filter. Der C-Filter ist der einfachste und wirtschaftlichste verfügbare Filter. Auf der anderen Seite wird der RC-Filter verwendet, um die Höhe der Welligkeitsspannung über einem Kondensatorfilter zu reduzieren. Seine Hauptfunktion besteht darin, den größten Teil der Gleichstromkomponente zu passieren und gleichzeitig die Wechselstromkomponente des Signals zu dämpfen.

Welligkeit und Welligkeitsfaktor

Welligkeit ist die unerwünschte Wechselstromkomponente des Signals nach der Gleichrichtung. Es ist unerwünscht, weil es die Ladung zerstören oder beschädigen kann. Dies ist der Hauptgrund, warum Filter in der Stromversorgung installiert werden – um hohe Welligkeiten zu vermeiden. Die Aufgabe des Filters ist es, das Signal zu glätten und die AC-Komponente oder Variationen zu unterdrücken. Der Ripple-Faktor ist das Verhältnis des quadratischen Mittelwerts der Ripple-Spannung zum Wert der Gleichstromkomponente bei der Ausgangsspannung. Sie wird manchmal in Prozent oder in Spitze-Spitze-Werten ausgedrückt. Der Welligkeitsfaktor bestimmt die Effektivität eines Filters, der in der Schaltung verwendet wird.