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Was ist ein Stromversorger?
Ein einfaches Universal-Tischnetzteil, das in elektronischen Labors verwendet wird. Der Stromanschluss befindet sich links unten und der Stromeingang (nicht gezeigt) befindet sich auf der Rückseite
Ein Netzteil ist ein elektrisches Gerät, das eine elektrische Last mit Strom versorgt. Die Hauptfunktion einer Stromversorgung besteht darin, elektrischen Strom von einer Quelle in die richtige Spannung, den richtigen Strom und die richtige Frequenz umzuwandeln, um die Last mit Strom zu versorgen. Infolgedessen werden Stromversorgungen manchmal als Stromrichter bezeichnet. Einige Netzteile sind separate Einzelgeräte, während andere in die von ihnen versorgten Lastgeräte eingebaut sind. Beispiele für letztere sind Stromversorgungen in Desktop-Computern und Geräten der Unterhaltungselektronik. Andere Funktionen, die Stromversorgungen ausführen können, umfassen das Begrenzen des von der Last aufgenommenen Stroms auf sichere Werte, das Abschalten des Stroms bei einem elektrischen Fehler, die Leistungskonditionierung, um zu verhindern, dass elektronische Störungen oder Spannungsstöße am Eingang die Last erreichen. Faktorenkorrektur und Speicherung von Energie, damit die Last bei einer vorübergehenden Unterbrechung der Stromversorgung (unterbrechungsfreie Stromversorgung) weiter mit Strom versorgt werden kann.
Arten von Stromversorgern
Gleichstromquelle
Ein Gleichstromnetzteil liefert eine konstante Gleichspannung an seine Last. Abhängig von seiner Konstruktion kann eine Gleichstromversorgung von einer Gleichstromquelle oder von einer Wechselstromquelle wie dem Stromnetz gespeist werden.
AC-DC-Versorgung
Schematische Darstellung der grundlegenden Wechselstrom-Gleichstrom-Versorgung mit (von L-R) Transformator, Vollwellen-Brückengleichrichter, Filterkondensator und Widerstandslast
Gleichstromversorgungen verwenden Wechselstrom als Energiequelle. Solche Stromversorgungen verwenden einen Transformator, um die Eingangsspannung in eine höhere oder niedrigere Wechselspannung umzuwandeln. Ein Gleichrichter wandelt die Ausgangsspannung des Transformators in eine sich ändernde Gleichspannung um, die wiederum durch ein elektronisches Filter in eine ungeregelte Gleichspannung umgewandelt wird.
Der Filter entfernt die meisten, aber nicht alle Wechselspannungsschwankungen. Die verbleibende Wechselspannung wird als Welligkeit bezeichnet. Die Welligkeitstoleranz der elektrischen Last bestimmt den minimalen Filterungsgrad, der von einer Stromversorgung bereitgestellt werden muss. In einigen Anwendungen wird eine hohe Welligkeit toleriert und daher ist keine Filterung erforderlich. Beispielsweise ist es in einigen Batterieladeanwendungen möglich, eine netzbetriebene Gleichstromversorgung mit nur einem Transformator und einer einzelnen Gleichrichterdiode zu implementieren, wobei ein Widerstand in Reihe mit dem Ausgang geschaltet ist, um den Ladestrom zu begrenzen.
Linearregler
Die Funktion eines linearen Spannungsreglers besteht darin, eine sich ändernde Gleichspannung in eine konstante, häufig spezifische, niedrigere Gleichspannung umzuwandeln. Darüber hinaus bieten sie häufig eine Strombegrenzungsfunktion, um die Stromversorgung und die Last vor Überstrom (übermäßigem, möglicherweise zerstörerischem Strom) zu schützen.
In vielen Stromversorgungsanwendungen ist eine konstante Ausgangsspannung erforderlich, die von vielen Energiequellen bereitgestellte Spannung ändert sich jedoch mit Änderungen der Lastimpedanz. Wenn eine ungeregelte Gleichstromversorgung die Energiequelle ist, ändert sich auch ihre Ausgangsspannung mit sich ändernder Eingangsspannung. Um dies zu umgehen, verwenden einige Netzteile einen linearen Spannungsregler, um die Ausgangsspannung unabhängig von Schwankungen der Eingangsspannung und der Lastimpedanz auf einem konstanten Wert zu halten. Lineare Regler können auch die Welligkeit und das Rauschen der Ausgangsspannung verringern.