Batterien gegen Netzteil tauschen

Batteriegeräte reagieren in der Regel empfindlicher auf Spannungsschwankungen. Dies gilt besonders für Spannungsrippel (Restwelligkeit) der Betriebsspannung.

Der Grund hierfür ist, dass ein Batteriegerät auf minimalen Stromverbrauch und geringere Spannung ausgelegt ist. Sie verzichten auf eine aufwendige Schutzbeschaltung der Betriebsspannung. Eine Batterie erzeugt die benötigte Spannung nicht aus einer Wechselspannung. Dadurch kommt es nicht zum Effekt eines Spannungsrippels.

Bei einem (geregelten und stabilsierenden) linearen Netzteil hingegen wird die Spannung über Wechselspannung erzeugt. Trotz Glättung der Wechselspannung bleibt noch ein Rest dieser Wechselspannung bestehen. Dies nennt man einen Spannungsrippel, auch Restwelligkeit genannt, die in der Ausgangsspannung noch vorhanden ist.

Die geregelten und stabilisierenden Steckernetzteile, die mitlerweile 90% der Schaltnetzteile ausmachen, können noch zwischen 120-300 mV Uss je Ausgangsspannung aufweisen. Es bleibt jedoch immer eine hochfrequente Störspannungen bestehen, die bei der Anwendung berücksichtigt werden muss. Diese erzeugten Oberwellen müssen dann wieder aufwendig herausgefiltert werden. Hat man ein vollständiges Datenblatt kann man sofort erkennen ob das Netzteil für die jeweilige Anwendung geeignet ist. Oft fehlt jedoch die Angabe der Restwelligkeit des Netzteils, was eine gewisse Unsicherheit in der Verwendung offen lässt.

Netzgerät statt Batterie

Nun hat man ein Batteriegerät mit einem höheren Stromverbrauch und möchte daher die Batterie gegen ein Netzteil ersetzen, dann wird genau diese Restwelligkeit zum Störfall. Als Beispiel möchte ich ein Gerät zum Senden von Daten nennen. Das Sendegerät erwartet stabile Spannung und es kommt dann durch Spannungsrippel zu Störungen des Senders. So ist auch bei Applikationen mit Display ein Flackern zu erkennen was ebenfalls durch Restwelligkeit zustande kommt.
Sind solche Störungen unerwünscht oder hinderlich muß ein linear geregeltes Netzteil, auch analoges Netzteil genannt, zum Einsatz kommen.

Bei linear geregelten und stabilisiertem Netzteil mit einem konventionellen Trafo werden die 50Hz der Netzspannung über Kapazitäten geglättet. Hier entstehen bei der Spannungsstabilisierung keine Frequenzen oder Oberwellen. Dadurch kommt es nicht zur unerwünschten Restwelligkeit der Ausgangsspannug.

Prinzipschaltbild linear geregeltes Netzteil

Prinzipschaltbild linear geregeltes Netzteil

Linear geregelte Netzteile werden in Schutzklasse II aufgebaut, da sie keinen PE / Erdanschluss benötigen.

Trafo statt Batterien, Analoge Netzteile
Vorteil:

  • keine zusätzliche Ein- und Ausgangsfilter notwendig
  • geringe Restwelligkeit der Ausgangsspannung
  • keine Störemission von elektromagnetischen Wellen
  • keine Blindleistung auf der Netzspannung
  • schnelles Regelverhalten bei kleiner Laständerung / Lastwechsel
  • keine Schwingneigung bei geringer Last
  • statistisch geringe Ausfallwahrscheinlichkeit aufgrund der einfachen Bauweise
  • Schutzklasse II (SELV und PELV)

Nachteil:

  • teurer als Schaltnetzteile
  • geringer Wirkungsrad (30-55%)
  • in der Regel größer und schwerer
  • hoher Standby-Verbrauch
  • kein Weitbereichseingang – entweder für 230 V oder 115V AC

Mehr Infos / Hersteller / Bezugsquelle

Analoge bzw. linear geregelte Netzteile finden Sie unter: Link, Blogbeitrag