Das DC-Netzteil ist ein ziemlich grundlegendes elektronisches Gerät, es gibt jedoch Hunderte von DC-Netzteilen von Dutzenden von Herstellern auf dem Markt. Die Eingrenzung des besten Produkts für Ihre Anwendung und Ihr Budget kann eine entmutigende Aufgabe sein. Dieser Artikel befasst sich mit den Unterscheidungsmerkmalen, Funktionen und Anwendungen von DC-Netzteilen, für die sie am besten geeignet sind. Der Schwerpunkt des Artikels liegt auf DC-Netzteilen, die von Ingenieuren, Herstellern, Qualitätsprofis und Elektronik-Bastlern zu Zwecken der Forschung und Entwicklung, Herstellung und Prüfung verwendet werden.
Netzteile können zwischen 50 und 20.000 US-Dollar kosten, und die Kosten sind oft direkt proportional zur Strommenge, die das Gerät ausgibt. Die Hauptfunktion eines Netzteils besteht darin, Ausgangsspannung und -strom zu regulieren. Es nimmt eine Eingangsleistung und regelt die Ausgangsleistung, um eine konstante Spannung und einen konstanten Strom zu erzwingen. Bei DC-Netzteilen wird die Eingangsleistung von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umgewandelt. Es gibt zwei Grundtypen von geregelten DC-Netzteilen: Linear und Switching.
Lineare Netzteile können niemals eine höhere Spannung als die Eingangsquelle ausgeben. Theoretisch könnte ein lineares Netzteil, das von einer typischen 110-V-Steckdose betrieben wird, nur 110 V ausgeben, wenn das Gerät 100 % effizient ist. Realistisch gesehen ist kein Netzteil zu 100 % effizient, da die Stromumwandlung immer zu Energieverlusten führt, meist in Form von Wärmeableitung. Daher geben lineare Netzteile normalerweise eine Ausgangsspannung aus, die deutlich niedriger ist als die des Eingangs.
Schaltnetzteile können die Eingangsspannung hoch-, runter- oder invertieren. Schaltnetzteile sind normalerweise größer, lauter und teurer als ihre linearen Gegenstücke, jedoch sind Schaltnetzteile in der Regel effizienter.
Die Auswahl des richtigen DC-Netzteils für Ihre Anwendung erfordert die Definition einiger grundlegender Designspezifikationen: Spannungsbereich, Strombereich, Anzahl der Ausgänge, Energiesauberkeit (bekannt als “Welligkeit”) und Programmierbarkeit. Generell gilt: Je höher die Ausgangsspannung und je geringer die Welligkeit, desto teurer ist das DC-Netzteil. Mehrere Ausgänge und Programmierbarkeitsfunktionen erhöhen ebenfalls die Kosten.
Die kostengünstigsten DC-Netzteile sind ideal für Elektronik-Bastler und grundlegende elektromechanische Anwendungen, bei denen nur rohe Leistung benötigt wird. Es ist wahrscheinlich, dass die Geräte, die in diesen Anwendungen mit Strom versorgt werden, bereits über Leistungskonditionierungsfunktionen verfügen, die eine präzise Eingangsleistung überflüssig machen. DC-Netzteile mit niedrigem Stromverbrauch und Einzelausgang kosten zwischen 50 und 200 US-Dollar.
Mittelklasse-Netzteile eignen sich am besten für unkritische Laborprojekte mit fortgeschritteneren elektromechanischen Anwendungen oder grundlegenden Tests auf Platinenebene. Mittelklasse-Netzteile haben möglicherweise mehrere Ausgänge, höhere Nennleistungen, geringere Welligkeit und Präzision, digitale Messung (+/- 0,001 V, +/- 0,01 A). DC-Netzteile im mittleren Bereich können linear oder schaltend sein und können im Preis zwischen 200 und 1.000 US-Dollar liegen.
High-End-Anwendungen, die eine hohe Ausgangsspannung, erweiterte Programmierbarkeit (GPIB-PC-Schnittstellen), zahlreiche Ausgänge und eine sehr geringe Welligkeit erfordern, sollten mehr als 1.000 US-Dollar für ihre Gleichstromversorgung einplanen. Viele Labor-, F&E- und Testanwendungen könnten leicht 5.000 bis 10.000 US-Dollar pro Netzteil ausgeben.
In diesem Artikel wurden einige grundlegende Funktionen und Anwendungen von DC-Netzteilen vorgestellt. Bevor Sie Ihren endgültigen Kauf tätigen, konsultieren Sie unbedingt den Hersteller und machen Sie sich gründlich mit allen Spezifikationen eines bestimmten Produkts vertraut. Die Auswahl des besten und wirtschaftlichsten DC-Netzteils für Ihre Anwendung muss keine komplexe und zeitaufwändige Aufgabe sein. Durch die Identifizierung Ihrer Designparameter grenzen Sie die Produktauswahl schnell auf eine Nischenklasse von Produkten von nur wenigen Herstellern ein.