Netzteil

Aus RC-Network Wiki

Netzteile sind Geräte die andere Geräte mit den benötigen Spannungen /( Strom versorgen. Es gibt grundsätzlich 2 verschiedene Prinzipien :

  1. Trafo –konventionelles Netzteil. Ältere Technik, heute kaum noch gebräuchlich, da teuer, relativ hohe Verluste und sehr hohe lastabhängige Schwankung der Ausgangsspannung.
    Die Ausgangs- Spannung ist entweder ungeregelt, oder über einen Längstransistor stabilisiert, was die Verluste zusätzlich erhöht. Ungeregelte Trafo-Netzteile sind für Modellbau-Lader i.d.R. ungeeignet.
  1. Ein Schaltnetzteil (SNT, auch SMPS von engl. switched-mode power supply) oder Schaltnetzgerät ist eine elektronische Baugruppe, die eine unstabilisierte Eingangsspannung [Gleich- oder Wechselspannung] in eine andere Gleichspannung ( für unsere Anwendung : niedrigere) umwandelt.
    Anders als bei konventionellen Netzteilen mit 50- bzw. 60-Hz-Transformator wird bei Schaltnetzteilen die Netzspannung zunächst gleichgerichtet, zur Transformation in eine Wechselspannung wesentlich höherer Frequenz umgewandelt und nach der Transformation schließlich wieder gleichgerichtet. Im Schaltnetzteil werden einige Bauteile sehr hoch belastet.
    Für Industrie und Server Netzteile sind daher entsprechende Prüfungen bezüglich Lebensdauer und Zuverlässigkeit üblich, bzw. vorgeschrieben, während „Hobby“-Geräte bestenfalls auf Sicherheit getestet wurden.
    Schaltnetzteile werden für viele verschiedene Anwendungsbereiche hergestellt, und unterscheiden sich damit in Ihren Eigenschaften und Betriebsparametern.
    Wichtig sind für unsere Lader Eigenschaften wie Regelverhalten, Verhalten bei Überlast, Dauerlastfähigkeit.. Restwelligkeit spielt eher eine untergeordnete Rolle.


Hobbygeräte

Hobbygeräte sind meist nur für 200-240V ( EU) Betriebsspannung ausgelegt, oft fehlt eine PFC, d.h. die Geräte nehmen einen hohen Blindstrom auf. Das Überlastverhalten ist oft nicht sauber definiert, meist erfolgt eine Abschaltung, u.U. ist eine dauerhafte Überlastung/Überhitzung bis zum Ausfall möglich. Manche Geräte werden im Bereich von deren Nennlast so heiß, dass eine interne Überhitzung möglich wird, auch ohne die angegebene Nennlast zu überschreiten. In diesem Falle fehlt die Dauerlastfähigkeit. Es ist also in der Verantwortung des Users eine Überlastung zu vermeiden. Eine Überlastung durch Überhitzung kann vom Hersteller oft erkannt werden, was zur Ablehnung von Garantieansprüchen führt. Geräte mit einstellbarer Spannung weisen i.d.R. eine schlechtere Spannungskonstanz am Ausgang auf, wie Festspannungsgeräte. In Verbindung mit einem empfindlichen Lader kann es dann bei hoher Last auch zu Problemen zwischen Lader und Netzteil kommen.

Servernetzteile

Servernetzteile erfreuen sich einiger Beliebtheit, müssen aber oft technisch geändert werden. Auch diese haben meist eine Versorgungsspannung von 200-240V, besitzen aber i.d.R. eine PFC.

Die Ausgangsspannung ist meist fest eingestellt, und kann nicht geändert werden. Auf Überlast reagieren diese meist mit einem harten „cut off“, einer Abschaltung der Ausgangsspannung.

Da diese meist mit einer internen Zwangskühlung ( Lüfter) ausgestattet sind, ist eine Überhitzung eher unwahrscheinlich, solange die Kühlluftzufuhr nicht extern behindert wird. Nachteil, sie werden meist in einem einfachen Lochblechgehäuse, oft mit offenen Anschlüssen geliefert.


Industrienetzteile

Sind für zuverlässigen Betrieb auch unter weniger optimalen Bedingungen gebaut. Die erlaubte Versorgungsspannung liegt meist bei 90-260Vac, ( bzw auch bis 450Vdc, was auch die Versorgung aus der Fahrbatterie eines Hybrid Fahrzeuges ermöglichen würde.) Die Ausgangsspannung ist meist +- 10% trimmbar. Also bei einem 12V Nt von 10,8-13,2V ( praktisch meist mehr) Bei diesen Netzteilen ist meist eine PFC integriert (im Datenblatt prüfen !) . Die Nennleistung muss als Dauerleistung zur Verfügungen stehen. Außerdem sind sie in Grenzen überlastbar.

Diese Netzteile haben div. Prüfungen bzgl. Dauerlast, Standfestigkeit und Lebensdauer ( MTBF) durchlaufen. Es gibt verschiedene Versionen bezüglich Abschaltverhalten bei Überlast, üblich wäre „soft cut“. d.h. das Netzteil schaltet nicht einfach ab, sondern versucht zunächst die Überlast durch Reduzierung der Ausgangsspannung auszugleichen. Erst bei Massiver Überlast wird abgeschaltet. Im Gegensatz zum Servernetzteil eignet sich ein solches Netzteil auch bedingt zum direkten Laden von Bleiakkus.

Beispiel : http://www.meanwell.com/search/SP-750/default.htm

Nachteil: Sie werden meist in einem einfachen Lochblechgehäuse, oft mit offenen Anschlüssen geliefert.


Laden von Bleiakkus am Schaltnetzteil

An Schaltnetzteilen die über eine einstellbare Spannung, sowie eine Strombegrenzung verfügen, ist es möglich Bleiakkus direkt zu laden. Dafür wird die Ausgangsspannung auf die gewünschte Ladeschlussspannung eingestellt. Bei „Hobby“ Geräten mit einstellbarer Strombegrenzung wird dann noch der gewünschte Ladestrom eingestellt, bei Industriegeräten mit „Soft Cut“ stellt sich ein Ladestrom knapp oberhalb des Nennstroms ein. Beispiel 12V Bleigel : Für diesen Fall wird die Ausgangsspannung auf z.B.13,8V, der Ladeschlussspannung eines Bleigel-Akkus im Pufferbetrieb, eingestellt.

Achtung : Das Netzteil wird immer versuchen die eingestellte Spannung zu erreichen, und unterhalb dieser Spannung den maximalen Strom liefern. Falls dieser als Ladestrom für den verwendeten Akku zu hoch ist, wird der Akku geschädigt.




Weiterführende Information