Funktionsweise von Schaltnetzteilen

Die heute noch üblichen Netzteile arbeiten prinzipiell mit einem Transformator, einem Gleichrichter und einem linearen Regelglied. Nachteile dieser mittlerweile antiquierten, aber immer noch sehr preiswerten Lösung sind die hohe Verlustleistung, das große Volumen und ein entsprechend hohes Gewicht. Dem gegenüber steht das Schaltnetzteil mit seinem relativ hohen Wirkungsgrad von üblicherweise 60 bis 90 Prozent und geringerem Gewicht sowie geringeren Abmessungen. Allerdings müssen diese Vorteile gegenüber einem konventionellen Netzteil mit einem höheren Preis erkauft werden.

Blockschaltbild: Nahezu jedes Schaltnetzteil funktioniert nach diesem prinzipiellen Aufbau. (Quelle: Hochschule Rapperswil)

Die Eingangs-Netzspannung von 220 Volt und 50 Hz wird über einen Gleichrichter und Siebkondensator gleichgerichtet und grob geglättet. Das Herzstück eines Schaltnetzteils bilden ein Leistungsüberträger und ein Schalttransistor. Diese Einheit “zerhackt“ die Gleichspannung mit einer Frequenz von zirka 50 kHz und transformiert sie auf eine kleinere Spannung herunter. Ein nachgeschalteter Gleichrichter inklusive Ausgangsdrossel und Siebkondensator sorgen für eine “saubere“ Ausgangs-Gleichspannung. Der auf den Schalttransistor rückgekoppelte Steuer- und Regelungskreis hält die Ausgangspannung auf einem konstanten Wert, unabhängig von der geschalteten Last. Dieses Prinzip ist auf alle Spannungszweige wie 12, 5 oder 3,3 V anwendbar.