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Transformator im Schaltnetzteil (Elektronik)

verfasst von el-haber, 04.03.2010, 21:35 Uhr

» Ich verstehe leider nicht warum ich einen kleineren Transformator benutzen
» kann wenn ich die Frequenz davor erhöhe. Kann mir das jemand bitte
» ausführlich und verständlich erklären?

Mal sehen.
Die Sache mit der Größe ist ein nützlicher Nebeneffekt.
Hauptsächlich werden Schaltnetzteile entworfen, um hohe Leistungen mit konstanter Gleichspannung möglichst verlustarm bereitzustellen.
Alternative ist der Linearregler - hier werden aber die Regelverluste einfach verheizt.
Beim Schaltnetzteil werden 3 Effekte ausgenutzt:
Speicherwirkung einer Spule, Seicherwirkung eines Kondensators, extrem niedrige Schaltverluste eines speziellen Transistors. Dazu kommt noch die Freilaufdiode, mit der die Speicherwirkung der Spule genutzt werden kann.

Eine Spule hat eine bestimmte Bauartabhängige Induktivität. Je größer die Spule, desto grlößer die Induktivität und je länger ist die Zeit, bis die Spule den maximalen Strom fließen läßt (induktive 'Strombremse').
Wird eine Spule an der langsamen Wechselspannung des Versorgungsnetzes betrieben, braucht es eine große Induktivität, damit die Spule (+Eisenkern) nicht in Sättigung kommt.
Wenn nun eine höhere Frequenz verwendet wird als die 50Hz aus dem Netz, z.B. 50kHz, dann kann grob gesagt die Induktivität auch 1000 mal kleiner sein als bei Netzspannung.
Allerdings kann dann ein Eisenblechkern nicht verwendet werden, da bei der hohen Frequenz die Wirbelströme auch in kleineren Dimensionen fließen und damit die Eisenbleche wie Kurzschlüsse in der Sekundärspule wirken.

Schaltnetzteiltrafos sind daher aus einem speziellen Werkstoff, dem Ferrit gefertigt. Das ist sowas ähnliches wie feines Eisenpulver, das entweder lackiert und zusammengebacken wurde oder, eher zutreffend, eine in sich isolierte stark eisenhaltige Keramik.

Ein Trafo aus einem Schaltnetzteil (Übertrager) darf daher auch nicht direkt am Netz betrieben werden, da die Primärspule durch die kurzen Schaltzeiten für wesentlich kleinere Ströme und Spannungen ausgelegt ist. Beides wird im Schaltnetzteil kontrolliert und zur Regelung eingesetzt. Das Übersetzungsverhältnis des Trafos bestimmt dann die entstehenden sekundären Spannungen. Manchmal sind dem Hauptübertrager noch andere Schaltnetzteile nachgeordnet, die dann weitere Spannungen stabil erzeugen.
So wird z.B. die 12V mit dem Hauptübertrager erzeugt und geregelt. Die 5V, 3,3V und -12V werden dann mit eigenen SN oder hier besser gesagt Schaltreglern stabilisiert.

CU
St-Micro