Schaltverfahren (AC/DC-Wandler)

AC/DC-Wandlungsverfahren

Es gibt zwei Arten der AC/DC-Wandlung: das Transformatorverfahren und das Schaltverfahren.
In diesem Abschnitt wird das Schaltverfahren beschrieben.

Schaltverfahren

Hier ist der Aufbau des Schaltsystems eines typischen AC/DC-Wandlers abgebildet.

【Schaltungskonfiguration am Beispiel eines Schaltsystems】

Schaltungskonfiguration am Beispiel eines Schaltsystems

Die folgende Abbildung zeigt den Übergang der Spannungswellenform bei Verwendung des Schaltverfahrens.
Im Gegensatz zum Transformatorverfahren, das erst im Transformer eine Abwärtswandlung AC/AC durchführt, wird beim Schaltverfahren die Eingangswechselspannung zunächst durch die Dioden-Brückenschaltung gleichgerichtet. In Haushalten beträgt die Eingangsspannung 100 V AC oder 200 V AC, daher muss die Diodenbrücke hohen Spannungen standhalten können.
Anschließend wird der Gleichstrom (Pulswelle) mit einem Kondensator geglättet. Auch hier wird ein Hochspannungskondensator benötigt.
Anschließend wird diese hohe Gleichspannung durch Ein- und Ausschalten des Schaltelementes zerhackt (getrennt) und über den Hochfrequenztransformator im Abwärtsbetrieb auf die Sekundärseite übertragen. An diesem Punkt ist die gechoppte Wellenform eine Rechteckwelle.
Die Frequenz des Schaltelements ist höher als die in Haushalten verwendete (d. h. 100 kHz gegenüber 50/60 kHz). Die Erhöhung der Frequenz ermöglicht die Verwendung kleinerer, leichterer Transformatoren.

【Wellenformübergang (Schaltverfahren)】

Wellenformübergang (Schaltverfahren)

Auf der Sekundärseite wird die heruntergeregelte Rechteckwelle mit einer Gleichrichterdiode einweggleichgerichtet, dann mit einem Kondensator geglättet und schließlich als Gleichspannung ausgegeben.
Bei diesem Schaltsystem steuert eine Steuerschaltung das Schaltelement, um einen stabilen, vorgegebenen Gleichstromausgang (z. B. 12 V DC) zu liefern.
Im Vergleich zum Transformatorverfahren hat das Schaltverfahren einen komplexeren Schaltungsaufbau mit einem Schaltelement und einem Steuerkreis, aber die Hochfrequenzsteuerung unterstützt die Verwendung kleinerer Transformatoren, was einen deutlichen Vorteil durch die Reduzierung der Baugruppengröße darstellt.