[Erklärung] Das Netzteil

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1 [Erklärung] Das Netzteil Inhaltsverzeichnis Grundlagen von PC-Netzteilen Seite 2 Der Stromfluss im Netzteil Seite 3 Die Funktion der wichtigsten Bauteile Seite 3 Die DC/DC Brücke Seite 3 Der Microcontroller Seite 4 Ein Kondensator Seite 4 Eine Drosselspule Seite 5 Ein Transformator Seite 5 Die Diode Seite 6 Darstellung der Funktionsweiße (Schaltplan) Seite 7 1

2 in diesem Threat möchte ich euch zeigen, was ein Netzteil in einem PC liefert und wie es das macht! Ausserdem erkläre ich die wichtigsten Teile in einem Netzteil genauer! Grundlagen von PC-Netzteilen In deutschen Haushälten stehen unseren PCs 230 Volt Wechselspannung zur Verfügung! PC-Hardware benötigt allerdings nur eine Spannung von 3,3 bis 12 Volt Gleichspannung! Die Aufgabe eines Netzteils ist es, die Hardware mit der passenden elektrischen Energie zu versorgen! Darum muss das Netzteil die Spannung runtertransformieren und gleichrichten! PC Netzteile müssen klar definierte Spannungen liefern und Restschwingungen sehr gering halten! Ausserdem sollen Netzteile sehr effizient sein und wenig Wärme erzeugen! Damit das erfüllt wird, wird die Wechselspannung direkt an der Eingangsseite, sprich vor dem Transformator gleichgerichtet! Allerdings ist es nicht möglich, eine Gleichspannung zu transformieren. Von daher werden Leistungstransistoren als "Zerhacker" der gleichgerichteten Spannung eingesetzt! So wird eine Wechselspannung mit einer Frequenz von khz erzeugt! 2

3 Der Stromfluss im Netzteil Zuerst wird der Wechselstrom durch einige Entstörfilter (EMI) und einige Schmelzsicherungen geleitet. Danach geht es über eine Gleichrichtungsbrücke, Leistungsfaktorkorrekturfilter (PFC), Transistoren und Dioden zum Transformieren. Je nachdem welcher Netzteil-Typ vorliegt, werden aus dem Transformator entweder 12V oder 12 und 5 Volt abgeleitet. Daraufhin wird wieder gleichgerichtet und geglättet. Bei einigen Netzteilen folgt danach der DC/DC Konverter, welcher aus 12V 3,3 und 5 Volt macht! Die Funktion der wichtigsten Bauteile Die DC-DC Brücke Die DC-DC Brücke im Netzteil reduziert 12 Volt Gleichspannung auf die zusätzlich notwendigen 5 und 3,3 Volt! Auf der DC-DC Brücke kommen ein Microcontroller, Spulen und Kondensatoren zum Einsatz! Ohne diese Technik wäre eine Effizienz von 90 % und mehr nicht möglich! Nicht jedes Netzteil verfügt über eine DC-DC Brücke, welche auf eine extra Platine gesetzt ist! 3

4 Der Microcontroller Der Microcontroller auf der Zusatzplatine übernimmt zwei Funktionen im Netzteil! Zum Einen steuert er die Leistungsfaktorkorrektur für eine bessere Effizienz! Zum Anderen erzeugt er den Takt für das "Zerhacken" der Gleichspannung Ein Kondensator Ein Kondensator kann kurzeitig Energie speichern. Diese wird als elektrische Kapazität bezeichnet. Er dient zum Glätten bzw. Sieben der gleichgerichteten Wechselspannung. 4

5 Eine Drosselspule Eine Drosselspule wird hauptsächlich zum Unterdrücken von Störimpulsen eingesetzt! So eine Spule besteht meistens aus einem magnetisierbaren Kern, der mit einem Draht umwickelt ist! Der Strom fließt durch die Spule. Somit werden Störstrahlungen und Wechselstromamplituden gedämpft! Ein Transformator Ein Transformator besteht aus mindestens zwei Spulen und einem Eisen- oder Ferritkern! In die Primärspule wird die hohe Wechselspannung eingespeißt, so dass in der Sekundärspule die niedrige Spannung induziert wird! In der Regel werden beide Spulen isoliert! 5

6 Die Diode Die Diode ist ein Halbleiterbauelement, welches Strom nur in eine bestimmte Richtung durchlässt! Im Netzteil kommen leistungsfähige Dioden (sogenannte Schottly-Dioden) zum Einsatz! Diese Art von Dioden besitzen einen Metall Halbleiter Übergang. Sie eignet sich vorallem für hochfrequente Spannungen, sowie starke Ströme! 6

7 Darstellung der Funktionsweiße (Schaltplan) 7