Transformator-Netzteil

In Transformator-Netzteilen ist das für die Verarbeitung der Spannung verantwortliche Gerät der Transformator. Dabei handelt es sich um ein aus einem Kern aufgebautes Gerät, auf den die primären und sekundären Wickelungen aufgewickelt sind, die meistens aus Kupferdraht ausgeführt sind. Die Spannung aus dem Netz wird darin auf den gewünschten Wert gesenkt, dank dem Effekt der elektromagnetischen Induktion, also dem Durchdringen des Magnetfelds zwischen der primären und sekundären Wickelung. Diese Wickelungen sind galvanisch getrennt, besitzen also keine elektrische Verbindung miteinander. In Abhängigkeit vom Verhältnis der Zahl der primären und sekundären Wickelung, können Transformatoren Spannung sowohl senken als auch.

Transformator-Netzteile werden eingeteilt in nicht-stabilisierte und stabilisierte.

Im nicht-stabilisierten Netzteil (Abb. 1) befinden sich: Transformator (a), Gleichrichter-System in Form einer Graetzbrücke (b) sowie Kondensator als Ausgangsfilter (c).

Die Spannung wird in erster Linie vom Transformator auf den gewünschten Wert reduziert. Danach wird die Spannung durch den Doppelhälften-Gleichrichter, der aus vier Dioden gebaut ist, gerichtet. Als Ergebnis fließt diese, unabhängig von der Fließrichtung der Eingangs-Wechselspannung, am Ausgang in derselben Richtung. Die erhaltene Spannung ist aufgrund von großen Pulsationen weit entfernt von idealer Gleichspannung. Dies wird durch die Anwendung eines Kondensators in der Rolle des Filters eliminiert, der den Spannungsverlauf glättet.

Das (lineare) stabilisierte Transformator-Netzteil unterscheidet sich in seiner Konstruktion nicht vom nicht-stabilisierten Netzteil, mit Ausnahme der Anwendung eines zusätzlichen Systems – des Spannungs-Stabilisators (Abb. 2).

Reglersystem (d), das auf dem Schaltplan markiert ist, ist für die Aufrechterhaltung der Ausgangsspannung auf demselben Niveau verantwortlich, unabhängig von der Belastung des Netzteils sowie den Schwankungen der Eingangsspannung. Darüber hinaus kann der Stabilisator in Abhängigkeit vom Dämpfungskoeffizienten zusätzlich den Spannungsverlauf glätten. Diese Rolle erfüllen jedoch vor allem die Kondensatoren. In Abhängigkeit von der Klasse werden unterschiedliche Stabilisatoren angewandt, meistens in Form von integrierten Schaltkreisen.

Je besser die Qualität des Netzteils, umso näher ist die Ausgangsspannung an der Idealspannung.

Im Gegensatz zu Impuls-Netzteilen zeichnen Transformator-Netzteile sich durch einen deutlich geringeren Wirkungsgrad aus, also dem Verhältnis der Ausgangsleistung zur verbrauchten Leistung (auf einem Pegel von 40–50%). Dies folgt aus der Konstruktion des Transformators, den eingesetzten Materialien sowie der Anwendung des Stabilisators, in dem ein Großteil der Leistung unwiederbringlich in Form von ausgestrahlter Wärme verloren geht. Ohne Zweifel sind auch das große Gewicht und die üppigen Maße dieser Verstärker im Vergleich zu den Impuls-Netzteilen mit den gleichen Parametern ein Nachteil. Dies wirkt sich auch auf den Preis aus, der im Fall von Transformator-Netzteilen deutlich höher ist. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Transformator im Leerlauf (also ohne angeschlossenen Empfänger) ebenfalls Strom verbraucht, der sogar bis zu 20 % des nominalen Netzteil-Stroms betragen kann.

Zu den Vorteilen von Transformator-Netzteilen ist vor allem die hohe Beständigkeit gegen Überlastungen und Überspannungen zu nennen. Ihre einfache Konstruktion sorgt dafür, dass sie zuverlässiger sind. Aus diesem Grund werden sie häufig z. B. für die Speisung von Alarmzentralen eingesetzt. Ein wesentlicher Vorzug ist auch ihr niedriger Pegel der Erzeugung von Störungen, deshalb werden sie weit verbreitet zur Speisung von unterschiedlichen Arten von Verstärkern verwendet, z. B. für Antennen-Verstärker.

Ein Beispiel für ein solches Gerät ist das 12V/100MA/S-TAT Netzteil, das im Angebot der Firma Delta erhältlich ist (Abb. 4).

Abb. 4. Stabilisiertes Transformator-Netzteil 12V/100MA/S-TAT