Was ist ein Ac-Schaltadapter?
Ein Ac-Schaltadapter ist ein Adapter zur Umwandlung von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) für Informationsgeräte usw., der nach dem Schaltverfahren arbeitet, das derzeit die gängigste Methode für AC-Adapter ist.
Vor der Einführung des Schaltverfahrens wandelten lineare Ac-Schaltadapter die Stromversorgung über einen Eisenkern (Transformator) in eine niedrigere Spannung um, gleichrichteten den Wechselstrom mit Dioden und verwendeten Schaltungen wie Kondensatoren, um den Strom zur Seite des verwendeten Geräts zu leiten. Dagegen wandeln Ac-Schaltadapter im Gegensatz zu linearen Systemen den Wechselstrom von vornherein in hochfrequenten Gleichstrom um und verwenden keinen Eisenkern (Transformator).
Ac-Schaltadapter zeichnen sich dadurch aus, dass sie mit Hilfe von Schalttransistoren die Spannungsumwandlung mit hoher Geschwindigkeit vornehmen, so dass der Strom auf der Seite des verwendeten Geräts fließen kann. Da keine schweren und großen Transformatoren verwendet werden, sind die Teile kompakt und leicht, und es wird ein hoher Wirkungsgrad der Stromversorgung erreicht.
Verwendungszwecke von Ac-Schaltadaptern
Ac-Schaltadapter werden hauptsächlich in Stromkabeln für PCs verwendet. Weitere Anwendungen sind Informations- und Kommunikationsendgeräte wie Tablets, medizinische Geräte und Audiogeräte. Da der Stromumwandlungsschaltkreis vom Hauptgerät getrennt werden kann, ergeben sich mehr Möglichkeiten, wie das Gerät verwendet und gelagert werden kann.
Außerdem können Ac-Schaltadapter ohne Transformator ein- und ausgeschaltet werden, wodurch sie kleiner und leichter werden. Durch die Verwendung eines Konverters oder Transformators ist es auch möglich, einheimische Produkte im Ausland mit anderen Steckdosenformen, Netzteilen und Spannungen zu verwenden.
Da sie einen sicheren, hochpräzisen Gerätebetrieb gewährleisten und ausreichend stoß- und vibrationsfest sind, werden sie heute in einer Vielzahl von elektronischen Geräten eingesetzt.
Das Prinzip von Ac-Schaltadaptern
Ac-Schaltadapter nutzen ein hocheffizientes Schaltverfahren, wie es für die Pulsmodulation typisch ist, um die gewünschte Gleichstromversorgung in einen relativ hochfrequenten Pulszustand umzuwandeln. Das System verwendet Halbleiterelemente wie Transistoren und MOSFETs, um die eingehende Wechselspannung durch Hochgeschwindigkeitsschaltung in Impulse zu zerlegen.
Durch Glättung der Stromwelle wird eine abgeflachte Gleichspannung entnommen, und da es möglich ist, bei diesem Verfahren Leistung und Signale unterschiedlicher Frequenzen zu kombinieren, kann ohne Transformator heruntergeregelt werden. Aufgrund der Komplexität des Schaltkreises muss die Steuerungsmethode jedoch sorgfältig überlegt werden, und insbesondere die schaltungstechnische Behandlung des neu entstehenden Schaltrauschens ist sehr wichtig.
Es gibt mehrere Steuerungsmethoden für Ac-Schaltadapter, die typischste ist die PWN-Methode (Pulsweitenmodulation). Die Idee besteht darin, die Spannung zu stabilisieren, indem die Breite der Pulswelle, d. h. die Ein- und Ausschaltzeit, so angepasst wird, dass die Fläche jedes Pulses gleich groß ist. Ac-Schaltadapter zeichnen sich durch einen sehr hohen Umwandlungswirkungsgrad der Stromversorgung aus, da das Ein- und Ausschalten des Stroms eine Ausgabe ohne Abfall ermöglicht.
Ac-Schaltadapter können Impulsfrequenzen von mehreren 10 kHz bis zu mehreren 100 kHz verarbeiten, was höher ist als die handelsüblichen Wechselstromfrequenzen. Dies macht große, schwere Transformatoren überflüssig, wodurch sie kompakt und leicht sind.
Wie wählt man einen Ac-Schaltadapter aus?
Auf dem Markt gibt es heute viele Ac-Schaltadapter. Wenn Sie bei der Auswahl des richtigen Adapters einen Fehler machen, können Sie Ihre elektronischen Geräte nicht nur nicht benutzen, sondern im schlimmsten Fall sogar beschädigen. Daher ist es wichtig, bei der Auswahl eines Adapters auf folgende Punkte zu achten.
1. Maximale Leistung
Der Adapter muss in der Lage sein, die richtige Spannung (V) und Stromstärke (A) für das zu verwendende elektronische Gerät zu liefern. Dies ist im Allgemeinen in der Nähe der Eingangsklemmen des elektronischen Geräts oder auf dem Typenschild angegeben. In diesem Fall sollte die Spannung genau gleich, der Strom jedoch gleich oder etwas höher gewählt werden.
2. Steckerform und Polarität
In den meisten Fällen handelt es sich bei dem Steckerteil um eine rohrförmige Elektrode, die durch Anschluss an die Kontakte der Eingangsklemmen des jeweiligen elektronischen Geräts Strom liefert. Die Form, der Innendurchmesser und die Polarität des Steckers sind bis zu einem gewissen Grad genormt, so dass ein geeigneter Stecker für die Verwendung ausgewählt wird.
Auf dem Markt sind auch Stecker erhältlich, bei denen die äußere Form und der Innendurchmesser geändert werden, aber durch die größere Anzahl elektrischer Kontakte erhöht sich der elektrische Widerstand, so dass auch die Gefahr von Kontaktfehlern usw. gegeben ist. Es ist ratsam, diese Stecker nicht zu verwenden, insbesondere bei Geräten, die mit hohen Spannungen und Strömen arbeiten.
Weitere Informationen zu Ac-Schaltadaptern
Ac-Schaltadapter mit GaN
Im Vergleich zu herkömmlichen linearen Systemen ist dieser Ac-Schaltadapter kompakt und leicht, da er ein hocheffizientes Impulsschaltsystem verwendet, aber als Stromumwandlungsadapter für PCs und Tablets hat er ein gewisses Gewicht und eine gewisse Größe. Kürzlich sind USB-Netzteile mit GaN (Galliumnitrid), einem Bauelement der nächsten Generation, auf dem Markt erschienen, die noch kompakter, leichter und effizienter in der Stromumwandlung sind.
GaN-Bauelemente haben eine wesentlich höhere Bandlückenenergie und Durchbruchsspannung als herkömmliche Si-Bauelemente und können mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten als SiC-Bauelemente (Siliziumkarbid). Sie eignen sich daher für Schaltvorgänge bei höheren Temperaturen und Frequenzen. Die Leistungsdichte pro Flächeneinheit des Transistors kann größer sein als bei Si-basierten Bauelementen, und die Kühlfunktion kann vereinfacht werden, was zu kleineren, leichteren und effizienteren Ac-Schaltadaptern führt.
Vor diesem Hintergrund haben die Hersteller vor kurzem kompaktere tragbare USB-Ac-Schaltadapter auf den Markt gebracht, die GaN-Bauelemente verwenden.