Was ist der Unterschied zwischen AC-DC- und DC-DC-Netzteilen?

Gleichstrom

Stromversorgungen konzertieren eine Stromquelle, z. B. Wechselstrom (AC) aus einer Steckdose, in die für eine Anwendung benötigte Stromart, z. B. Gleichstrom (DC) für ein batteriebetriebenes Gerät.

Ein Gleichstromwandler ist ein elektronischer Schaltkreis oder ein elektromechanisches Gerät, das eine Gleichstromquelle (DC) von einem Spannungsniveau in ein anderes umwandelt.

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Und obwohl einige der bekanntesten Geräte Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umwandeln, gibt es auch die Möglichkeit von DC-DC-Netzteilen. Werfen wir einen Blick auf den Unterschied zwischen AC-DC- und DC-DC-Netzteilen.

Wenn Sie auf den neuesten Stand gebracht werden müssen, empfehlen wir Ihnen, zunächst unseren Artikel über den Unterschied zwischen AC- und DC-Netzteilen zu lesen.

Wie funktioniert ein AC-DC-Netzteil?

In Gebäuden, in denen viele Geräte mit Strom versorgt werden müssen, werden üblicherweise AC-DC-Netzteile eingesetzt.

Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler nehmen den Wechselstrom aus den Steckdosen und wandeln ihn in ungeregelten Gleichstrom um. Diese Netzteile enthalten Transformatoren, die die Spannung des aus der Steckdose kommenden Wechselstroms ändern, Gleichrichter, die den Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, und einen Filter, der das Rauschen aus den Spitzen und Tiefen der Wechselstromwellen entfernt. In der Regel wird die Spannung durch den Transformator auf die für das zu versorgende Gerät erforderliche Spannung herabgesetzt.

Im ersten Schritt der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom wird die Spannung mit einer Reihe von Dioden gleichgerichtet. Dadurch wird die sinusförmige Wechselstromwelle mit Hilfe eines Gleichrichters in eine Reihe positiver Spitzen umgewandelt. An diesem Punkt gibt es jedoch immer noch eine Wellenformschwankung – die Zeit zwischen den Spitzen – die entfernt werden muss.

Um dies herauszufiltern, wird ein Kondensator verwendet, der ein Energiereservoir bildet, das dann an die Last angelegt wird, wenn deren Spannung abfällt. Der Kondensator speichert die ankommende Energie bei der steigenden Flanke und baut sie bei der fallenden Spannung wieder ab, wodurch der Spannungsabfall erheblich verringert wird. Generell gilt: Je höher die Speicherkapazität des Kondensators, desto höher ist die Qualität der Stromversorgung.

Nach der Spannungsumwandlung werden die Ausgangsschwankungen geglättet, indem die Spannung durch einen Regler geleitet wird, um einen festen Gleichstromausgang zu erzeugen.

Ungeregelte vs. geregelte Stromversorgungen

Es gibt zwei Arten von Wechselstromversorgungen – ungeregelte und geregelte.

Bei einer ungeregelten Versorgung bleibt die Brummspannung in der Ausgangsspannung enthalten. Da ungeregelte Stromversorgungen eine Welligkeitsspannung aufweisen, sollte eine geregelte Stromversorgung immer einer ungeregelten vorgezogen werden, wenn nicht klar ist, welche für ein bestimmtes Gerät oder eine bestimmte Anwendung verwendet werden sollte. Der Grund dafür ist, dass die Brummspannung elektronische Komponenten beschädigen kann. Viele AC-DC-Netzteile enthalten aus diesem Grund einen Regler.

Wie funktioniert ein DC-DC-Netzteil?

Einige Geräte – insbesondere solche, die von Batterien oder Solarzellen gespeist werden – benötigen Gleichstrom mit unterschiedlichen Spannungsniveaus, und hier kommt ein DC-DC-Wandler ins Spiel. Ein DC-DC-Netzteil wandelt den von der Stromquelle (einer Batterie) kommenden Gleichstrom von einem Spannungsniveau in ein anderes um, je nach dem punktuellen Bedarf des zu versorgenden Geräts.

In einem tragbaren elektronischen Gerät, z. B. einem Mobiltelefon, gibt es oft mehrere Teilschaltkreise, von denen jeder einen eigenen Spannungsbedarf hat, der sich von dem des Netzteils unterscheidet. Darüber hinaus sinkt die Batteriespannung, wenn die gespeicherte Energie verzögert wird.

Wie eine DC-DC-Stromversorgung funktioniert, hängt von der jeweiligen Anwendung ab; es gibt viele verschiedene Arten von DC-DC-Wandlern (elektronisch, magnetisch, nicht isoliert, Buck-Boost usw.), und der für eine Anwendung am besten geeignete Typ hängt vom Gerät selbst ab – von Automobilen bis zu tragbaren Geräten.

In vielen Fällen sind jedoch Wechselrichter und Gleichrichter enthalten, die zunächst Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, der dann durch einen Transformator geschickt wird, um die Spannung zu ändern. Nachdem die richtige Spannung erreicht ist, fließt der Strom zurück zum Gleichrichter, wo er wieder in Gleichstrom umgewandelt wird.

Gleich wie bei Wechselstromversorgungen können DC-DC-Stromversorgungen Regler verwenden, um das Signal zu glätten und die Brummspannung zu beseitigen.