Das richtige Netzteil auswählen: Was Sie wissen sollten

Von Leistungsfaktoren, Scheinleistung und Wirkleistung

Keine Sorge, für diesen Teil benötigen Sie kein Physik-Lehrbuch der High School. Wir möchten nur auf ein weiteres Merkmal hinweisen, mit dem ein hochwertiges Netzteil von einem schlechten unterschieden werden kann. Sobald Sie die Grundlagen kennen, ist es viel weniger wahrscheinlich, dass Sie eine schlechte Kaufentscheidung treffen. Also, lass uns gleich eintauchen.

Leerlaufstrom und Leerlaufleistung

Ein Problem, das bei Schaltnetzteilen eine besonders große Rolle spielt, ist der sogenannte Leerlaufstrom, der sich aus der Induktivität ergibt. Beachten Sie, dass der Leerlaufstrom nichts mit dem Leerlaufzustand Ihres Computers zu tun hat. Dieser Leerlaufstrom transportiert nur Energie zwischen einem Generator und einer Last, kommt der Last jedoch in keiner Weise zugute. Auch hier hat load in diesem Zusammenhang nichts mit einem PC mit Vollgas zu tun, sondern bezieht sich auf eine Komponente, die Strom verbraucht. Betrachten Sie es als ein Power-Shuttle, das nicht über seine Rolle als Transporter hinaus involviert ist. Dieser Leerlaufstrom muss so weit wie möglich und so früh wie möglich reduziert werden, da er in Verbindung mit ohmschen Widerständen Verlustleistungen verursacht, die sich als Wärme manifestieren. Dieser Leerlaufstromverbrauch ist Verschwendung und sollte durch entsprechende Schaltungen so gering wie möglich gehalten werden.

Wirkleistung und Scheinleistung

Im Gegensatz zum Leerlaufstromverbrauch misst die Wirkleistung die tatsächlich verbrauchte Leistung, während sich die Scheinleistung auf die Summe der Wirkleistung und der kumulierten Leerlaufleistung bezieht.

Leistungsfaktor

Dieser Faktor ist das Ergebnis des Verhältnisses zwischen Wirkleistung und Scheinleistung, das irgendwo zwischen 0 (am schlechtesten) und 1 (ideal) liegt. Je höher also der Leistungsfaktor, desto weniger Energie geht zurück ins Netz. Obwohl Privatverbraucher nicht für die Scheinleistung bezahlen müssen, heißt es in der EU-Norm EN61000-3-2, dass alle Schaltnetzteile mit einer Ausgangsleistung von mehr als 75 W einen passiven PFC-Wandler enthalten müssen, um den Scheinleistungsverbrauch zu minimieren. Darüber hinaus erfordert die 80 PLUS-Zertifizierung einen Leistungsfaktor von 0,9 oder mehr. Vor einigen Jahren verwendeten viele Netzteilhersteller passive PFC in ihren Produkten. PPFC verwendet ein Filter, das den Strom nur bei der Netzfrequenz von 50 oder 60 Hz durchlässt, sodass der Oberschwingungsstrom reduziert und die nichtlineare Last in eine lineare Last umgewandelt wird. Dann kann mit der Verwendung von Kondensatoren oder Induktivitäten der Leistungsfaktor nahe an die Einheit gebracht werden. Der Nachteil von PPFC ist, dass es kleinere Leistungsfaktoren als APFC erreicht und einen Spannungsverdoppler benötigt, damit das Netzteil mit 115 / 230V kompatibel ist. Im Gegenteil, PPFC hat einen höheren Wirkungsgrad als APFC, was wahrscheinlich die meisten von Ihnen nicht wussten. Dies bedeutet jedoch nicht, dass mit PPFC ausgestattete Netzteile effizienter sind als APFC-Netzteile, da PPFC-Geräte häufig auf älteren Designs basieren, die nicht mit der Leistung moderner APFC-Netzteile mithalten können.

Praktische Anwendung

Wie der Name schon sagt, verwendet die aktive Leistungsfaktorkorrektur (APFC) eine Schaltung, die den Leistungsfaktor aktiv korrigiert. Wie wir gerade erklärt haben, ist der Leistungsfaktor ein wichtiger Parameter in der Welt der Netzteile, da er das Verhältnis zwischen Wirkleistung und Scheinleistung beschreibt: Vorteile:• Ein nahezu idealer Leistungsfaktor nahe der Einheit• Sehr stabile Stromabgabe auch bei Eingangsspannungsschwankungen• Anforderungen an kleinere Teile (Transformator) Nachteile:* Höhere Anschaffungskosten• Anfälliger für Fehler• Energieverluste treten an der Boost-Diode des APFC (und den FETs) auf)

Passive PFC versucht, Leerlaufströme durch Verwendung großer Drosselspulen zu reduzieren. Diese Methode ist zwar einfacher und billiger, aber auch viel weniger effektiv.Vorteile: * Billiger •abhängig vom Belastbarkeitsbereich) * Praktisch keine elektromagnetischen Störungen • Effizienter als APFC (Achtung: Dies bedeutet jedoch nicht, dass PPFC-Netzteile effizienter sind als APFC-Netzteile) Nachteile:• Kein automatischer Universalspannungseingang• Nicht für höhere Leistungen geeignet • Schwerer durch die größere PFC-Drossel * Geringerer Leistungsfaktor im Bereich von 70% bis 80%Netzteile mit passiver PFC sind als veraltet und können als minderwertig angesehen werden. Und verwechseln Sie nicht Effizienz und PFC!