Stromversorgung DC

Ein Schaltnetzgerät wandelt die unstabilisierte Eingangsspannung in eine regelmäßige Ausgangsspannung um. In einer Impedanztransformation (oder Leistungsanpassung) wird das Signal des Eingangswiderstandes optimal an die notwendige Last des Ausgangswiderstandes angepasst. Der einfließende Wechselstrom (AC) wird im Schaltnetzteil in Gleichstrom (DC) umgewandelt und sorgt für eine geregelte Stromversorgung in der industriellen Automatisierungsindustrie. Somit kann eine gewünschte 24 Volt Gleichstrom Versorgung, aller angeschlossen Systemkomponenten sichergestellt werden. Die Eingangsspannung von 120/230 Volt kann mit einem Schaltnetzteil optimal umgewandelt werden und mit entsprechenden E/A-Modulen für die Sensorik und Aktorik nutzbar gemacht werden.

Aufbau und Funktionsweise von Schaltnetzteilen

Das Funktionsprinzip eines AC/DC Schaltnetzgerätes ist es die gewünschte Spannung an die Endgeräte abzugeben. Eine Diode im Inneren des Gerätes ist für die einseitigen Spannungs-Durchgang verantwortlich, der s.g. Netzfilter (Schaubild A). Sie wirkt dabei wie ein Rückschlagventil. Mithilfe der Gleichrichtermethode Zweipulsgleichrichter kann die erzeugte Halbwelle verdoppelt werden, um ein den Spannungsverlust zu minimieren (Schaubild B). Jedoch ist diese Spannung nicht konstant aufrechtzuerhalten, ein permanentes Ein- und Ausschalten würde die Schaltung dabei zu stark belasten. Ein Kondensator (Schaubild C) speichert Spannung und gibt diese bei Abnahme der Versorgungsspannung wieder ab. Eine Speicherdrossel hält den Stromfluss dabei nahezu konstant.

Funktionsweise Schaltnetzteil I

Die gleichgerichtete und geglättete Netzspannung hat eine hohe Gleichspannung von 325 Volt und muss noch auf die gewünschte Ausgangsspannung verringert werden (bspw. 24 V oder 12 V). Eine entsprechende DC/DC-Wandlung muss erfolgen. Mithilfe eines Schalttransistors (Schaubild D) und eines Transformators (Schaubild E) erfolgt die Leistungsübertragung nach dem galvanischen Trennungsprinzip, welche die Eingangsspannung auf die sekundäre Spannung umwandelt. Nach einem erneuten Gleichrichter und Kondensator (Schaubild B und C) kann die gewünschte Stromspannung an den Verbraucher abgegeben werden. Ein zusätzlicher Kreislauf ermöglicht eine belastungsabhängige Ausgangsspannung, mittels einer Rückkopplung (Schaubild G) durch einen Optokoopler und der Steuerelektronik (Schaubild F) kann eine entsprechende Schaltung der Transistoren geregelt werden.

Aufbau Schaltnetzteil I

Zubehör für die Stromversorgung mit Wechselspannung (DC)

Bei der Stromumwandlung von Wechselstrom auf Gleichstrom mithilfe eines Schaltnetzgerätes sind zahlreiche Sicherheits- und Monatagekomponenten einzeln auf Best4Automation erhältlich. Diverse Baugruppen und Teile an Zubehör für Schaltnetzteile dienen der Feingerätesicherung sowie der Befestigung der Systemkomponenten.

FKS Sicherungseinsätze in verschiedenen Farben als Flachsicherung-Ausführung für verschiedene Stromstärken dienen der Gerätesicherheit. Aufgebaut aus einem Glas- oder Keramikrohr an beiden Enden, zwischen denen sich ein Schmelzdraht befindet. Übersteigt die Stromstärke einen bestimmten Wert in einer ausreichenden Zeit, so schmilzt dieser Draht und unterbricht den Schaltkreis. Das Gerät schaltet ab und bleibt unbeschadet. Reparaturen und Wartungsarbeiten entfallen durch diese Leistungsschutzschalter.