13.06.2019
Abschied vom Linearnetzteil - Ultra Low Noise Primärschaltregler erobern die Produktentwicklung
Stefan Angele , Systemtechnik Leber GmbH
Vier Jahrzehnte - mindestens so lange galten Linearnetzteile als unangefochtene, alleinige Lösung für eine störungsfreie Energieversorgung von empfindlichen Geräten zur Durchführung von Mess-, Analyse- oder Prüfverfahren. Jetzt aber steht ein Generationenwechsel an: Neue, störungsarme Schaltnetzteile bieten sich zur Realisierung maximal störungsarmer und kompakter Gerätekonstruktionen an.
Lineargeregelte Netzteile sind eine spezielle Art von Trafonetzteilen. Die einfachste Ausführung ist das ungeregelte System, das sich aus einem Dreiergespann zusammensetzt: Transformator, Gleichrichtung und Glättungskondensator.
Ein Nachteil dieses Systems: Netzspannungsschwankungen führen proportional zum Übersetzungsverhältnis des Transformators zu Schwankungen der DC Ausgangsspannung. Und: der Unterschied von Leer-lauf- zur Lastspannung des Transformators führt zu einer Änderung der Ausgangsspannung.
Um diese stabil halten zu können, wird beim lineargeregelten Netzteil zusätzlich zu Transformator, Gleichrichtung und Kondensator ein Längsregler verbaut - ein Schaltungsteil, das alternativ diskret oder als fertiges Bauelement aufgebaut ist. Dieses stabilisiert - in bestimmten Grenzen - die DC Ausgangsspannung, und zwar unabhängig von der AC Eingangsspannung des Transformators.
Diese Stabilisierung birgt jedoch große Nachteile. So liegt der Wirkungsgrad eines linear geregelten Netzteils in der Regel bei nur ca. fünfzig bis sechzig Prozent. Die Folge: eine nicht unerhebliche Wärmeentwicklung im Gerätegehäuse und damit häufig die Notwendigkeit, zusätzlich einen Lüfter zur Kühlung zu verbauen. Alle Trafonetzteile, ob geregelt oder ungeregelt, haben daher eines gemeinsam - eine stattliche Größe und ein hohes Gewicht.