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Eine Abschirmung reduziert die Störaussendung, wie auch die Störeinkopplung. Sie kann immer angewendet werden, ist aber auch eine teuere Maßnahme zur EMV.
Abweichungen, periodische und aperiodische (PARD, periodic and random deviation)
Bei Netzteilen zählen Brummspannungen und Schalt-Störungen bei Schaltnetzteilen zu den unerwünschten periodischen Abweichungen. Beide treten in ganzzahligen Vielfachen ihrer Grundfrequenz (Eingangs- und Schaltfrequenz) am Ausgang auf. Netz-Störungen an der Eingangsseite sind die häufigsten Ursachen für aperiodisch auftretende Abweichungen der Ausgangsspannung.
Aufwärmabweichung (warm up drift)
Die Abweichung einer phsikalischen Meßgröße, z. B. der Ausgangsspannung eines Netzteils, die während des Aufwärmvorgangs eines Geräts beobachtet werden kann. Dieser Wert wird in der Regel bei sonst konstanten Bedingungen ermittelt.
Die Zeit, die nach dem Einschalten benötigt wird, um die im Datenblatt spezifizierten Daten eines Gerätes zu erreichen.
Nach DIN 40041 ist Ausfall als ereignisbezogener Begriff definiert und bedeuted Beendigung der Funktionsfähigkeit. Der Ausfall führt zum Versagen, sobald die Erfüllung der geforderten Funktion verlangt wird. Siehe dazu auch Fehler und Störung sowie die Kenngrößen MTBF, MTTF, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit.
Ausgangsimpedanz (output impedance)
Der Wert ergibt sich aus dem Quotient der Änderung der Ausgangsspannung und der Änderung des Ausgangsstroms. Bei einem geregelten Netzteil ist die Augangsimpedanz wesentlich geringer als bei ungeregelten. Siehe auch Lastausregelung.
Ausregelzeit (response time, recovery time)
Zeit zur Ausregelung eines Last- oder Führungssprungs, siehe auch Regelung.
Bemessungswert (nominal value)
Der angestrebte Wert einer spezifizierten Größe, z. B. die Ausgangsspannung. Auch nomineller Wert oder ursprünglich Nennwert genannt.
Betriebstemperaturbereich (operating temperature range)
Der Temperaturbereich in dem ein Gerät betrieben werden darf ohne die Spezifikationen zu verletzen oder auszufallen.
Der Leiter, auf den sich die Potentiale beziehen. Er kann mehreren Ausgängen oder Eingängen gemeinsam sein und wird mit Masse oder GND (nicht ERDE!) bezeichnet.
Blindstromkompensation (PFC, power factor correction)
Der rein induktiv wirkende Blindstrom setzt in der Last keine Wirkleistung um, muß jedoch auf den Netzzuleitungen vom Generator zum Verbraucher (Last) transportiert werden. Er führt auf den Leitungen zu unerwünschten Verlustleistungen. Um diesem Nachteil entgegen zu wirken wird der Leistungsfaktor optimiert. Eine Blindstromkompensation kann je nach Anwendung durch einen Leistungsfaktor-Vorregler oder eine zusätzliche kapazitive Last erreicht werden.
Eine Brückenschaltung erlaubt eine Differenzmessung (Meßbrücke), eine Vollweggleichrichtung (Gleichrichterbrücke mit Z1 bis Z4 als Dioden) oder eine Umpolung der Ausgangsspannung UBR (Brückenverstärker mit Z1 bis Z4 als Transsistoren).
Brückenschaltung (Vollbrücke)
Siehe Masseschleife
Brummspannung (ripple voltage)
Im allgemeinen der Wechselspannungsanteil in einer Mischspannung. Bei einer Strom-/Spannungsversorgung heißt diese Restwelligkeit. Siehe auch Abweichungen.
Eine Leitungsstruktur zur Verbindung der Busteilnehmer, deren Zugriff auf gemeinsam genutzte Leitung(en) definiert werden muß, um die Kommunikation zu gewährleisten, z. B. Datenbus, Rechenbus, Steuerbus.
DC/DC-Wandler (DC/DC-converter)
Siehe Gleichspannungswandler.
Siehe Abweichungen, Aufwärmabweichung, Stabilität
Drosselwandler (SEPIC converter = single-ended primary inductive coupled converter)
Ein Drosselwandler ist ein Gleichspannungswandler, der nur eine Drossel (Induktivität) zur Spannungswandlung nutzt.
Durchbruchspannung (breakdown voltage)
Die Spannung an der ein Halbleiter-Bauelement, das sich im Sperrzustand befindet, nicht mehr von sich aus in der Lage ist den Strom auf zulässige Werte zu begrenzen.
Durchflusswandler (forward converter)
Durchflusswandler haben immer einen Transformator ohne Luftspalt und benötigen daher auch immer eine zusätzliche Speicher-Drossel.
Durchgangselement (pass element)
Oft ein aktives Halbleiter-Bauelement, normalerweise ein Transistor, der die Ausgangsstufe einer linearen Strom-/Spannungsversorgung bildet.
Dynamische Laständerung (dynamic load)
Ein Lastwechsel, der z. B. bei einem Netzteil möglichst schnell ausgeregelt werden soll ohne die Stabilität des Netzteils zu gefährden.
Einbrennen, Einbrennvorgang (burn-in)
Eine Möglichkeit Frühausfälle eines Gerätes oder Bauelements beim Hersteller in einem Betrieb mit erschwerten Bedingungen zu provuzieren und damit die Ausfallrate beim Kunden zu minimieren. Dabei werden Voll- oder Überlastbedingungen bei erhöhter Temperatur bewußt herbeigeführt.
Einschaltstrombegrenzer (inrush current limiter)
Einschaltstrombegrenzer sind spezielle Heißleiter und dienen, wie der Name schon sagt, zur Begrenzung des Einschaltstroms in Schaltnetzteilen. Im Kaltzustand ist deren ohmscher Widerstand relativ hoch, womit der durch sie fließende Einschaltstrom ausreichend begrenzt wird. Die Verlustleistung des Einschaltstrombegrenzers führt zur Eigenerwärmung und damit zur Verringererung seines Widerstandswerts. Mit seiner erhöhten Temperatur entsteht so ein stabiler Zustand. Nachteilig ist die schlechtere Strombegrenzung beim Wiederanlauf im Warmzustand.
Einschaltstrombegrenzung (inrush current limiting)
Damit der Ladestrom des primärseitigen Elkos eines Schaltnetzteils nicht auf unzulässig hohe Werte ansteigt, muß der Einschaltstrom begrenzt werden. Dies führt auch zu einer unvermeidlichen Einschaltverzögerung. Eine kostengünstige Lösung hierfür ist ein in Reihe geschalteter Einschaltstrombegrenzer.
Siehe Einschaltzeit.
Aufgrund der Einschaltstrombegrenzung und des Sanftanlaufs von Schaltnetzteilen erreichen die Ausgangsspannungen ihren Mindestwert erst nach der auch als Einschaltverzögerung bezeichneten Zeit.
Eintaktdurchflußwandler (single transistor forward converter)
Der Eintaktdurchflußwandler magnetisiert im Gegensatz zum Gegentaktwandler den Trafokern immer nur in eine Richtung. Der Transformator hat gegenüber dem Sperrwandler keinen Luftspalt und benötigt daher eine zusätzliche Glättungsdrossel. Das Tastverhältnis ton/T (ton: Einschaltzeit des Schalttransistors, T: Periodendauer der Schaltfrequenz) ist bei dem Eintaktdurchflußwandler stehts kleiner 50%.
Siehe Eintaktdurchflußwandler.
EMB, elektromagnetische Beeinflussung (EMI, electromagnetic interference)
Wird auch RFI (radio frequency interference) genannt und bezeichnet die wechselseitige Beeinflussung von elektrischen und elektronischen Geräten. Es wird unterschieden zwischen Intrasystem- und Intersystem-Beeinflussungen.
EMV, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMC, electromagnetic compatibility)
Die Fähigkeit einer elektrischen Einrichtung, in ihrer elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend zu funktionieren, ohne ihre Umgebung, zu der auch andere Einrichtungen gehören, unzulässig zu beeinflussen.
Entladewiderstand (bleeder resistor)
Ein Widerstand zum Entladen von Kondensatoren bei abgeschaltetem Gerät.
Entlastungsnetzwerk (snubber network)
Schaltung bestehend aus Widerstand, Kondensator und Diode, wird daher auch RCD-Netzwerk genannt, dient der Reduzierung von Spannungen bei einem Schaltvorgang und schützt damit die Schaltelemente.
ESD, elektrostatische Entladung (ESD, electrostatic discharge)
Elektrostatische Entladungen gefährden elektronische Bauteile. Daher ist durch einen geeigneten ESD-Schutz der Gefährdung entgegenzuwirken, z. B. durch einen ESD-gerechten Arbeitsplatz, antistatisches Werkzeug und Verpackungen, bei Geräten durch geeignete Bauelementeauswahl, Schutzelemente und eine EMV-gerechte Schaltungstechnik.
ESR (equivalent series resistor)
Der Ersatz-Serien-Widerstand ist eine wichtige Kenngröße eines Kondensators. Er faßt alle Verluste, die beim Umladen des Kondensators entstehen, zusammen. Für Kondensatoren von Schaltnetzteilen und getakteten Wandlern führen niedrige ESR-Werte bei Kondensatoren zu geringen Brummspannungen und einem höheren Wirkungsgrad. Die kleineren Verluste führen wiederum zu einer höheren Gesamt-Lebensdauer. Niedrige ESR-Werte von eingesetzten Kondensatoren sind damit ein wesentliches Qualitätsmerkmal.
Die Federal Communications Commission ist die normierende Behörde der USA. Sie ist für die Festlegung der Grenzwerte für die elektromagnetische Beeinflussung, gültig für sämtliche elektronischen Systeme und ihre Unterbaugruppen sowie auch für Strom-/Spannungsversorgungen zuständig.
Nach DIN 40041 ist Fehler ein zustandsbezogener Begriff und bedeuted Nichterfüllen einer Forderung, z. B. eine nichtzugelassene Abweichung. Siehe dazu auch Ausfall, Störung und Versagen.
FELV (function extra low voltage)
Bei der Funktionskleinspannung FELV beträgt die maximale Wechselspannung 50 V oder bei Gleichspannung maximal 120 V, wie auch bei SELV- und PELV-Stromkreisen. Die Netztrennung z. B. eines Netz- oder Steuertransformators basiert hier jedoch nicht auf einer doppelten oder verstärkten Isolierung zwischen den Primär- und Sekundär-Wicklungen, sondern wird mit einer normaler Basisisolierung erreicht. Es besteht also keine sichere Netz-Trennung. Die Steckverbindungen von FELV-Spannungen dürfen nicht mit denen von SELV-, PELV- oder anderer Systeme (Netze) kombiniert (ineinander gesteckt) werden können. DIN VDE 0100-410
Ein frequenzabhängiges Netzwerk zur Reduzierung unerwünschter asymmetrische Störungen und Wechselspannungen bestimmter Frequenzen, z. B. bei einer gleichgerichteten Spannung.
Siehe Sperrwandler.
FM, Frequenz-Modulation (frequency modulation)
Gegenüber der weiterverbreiteten PWM wird bei der FM und der damit verbundenen konstanten Impulsbreite t1 die Periodendauer T und damit die Frequenz f = 1/T variiert. Beide Verfahren eignen sich prinzipiell zur Leistungsübertragung. Das Maximum des Mittel- wie auch des Effektivwertes reduziert sich ausgehend von T=t1 mit zunehmender Periodendauer asymptotisch zu Null. Nachteilig bei der FM ist, daß die zu entstörende Frequenz sich ändert, was wiederum zu einem höheren Aufwand bei der EMV führt.
Frequenzmoduliertes Rechteck-Signal: Die Impulsbreite t1 bleibt konstant, während die Periodendauer T variiert wird
Foldback-Verhalten (foldback current limiting)
Eine rückfallende Strombegrenzung, die den Ausgangsstrom beim Erreichen des maximalen Stromwertes überproportional reduziert, bis ein minimaler Wert bei Kurzschluß erreicht ist, Kennlinienverlauf siehe Lastverhalten.
Forcierte Alterung (stress-aging)
Verfahren zur künstlichen schnelleren Alterung von Bauteilen oder Geräten. Siehe auch Einbrennen.
Erst nach Anlegen des Freigabesignals wird die zugehörende Funktion freigeschaltet und ausgeführt. Bei einer Spanungsversorgung wird dieses Signal z. B. zum Ein- und Ausschalten genutzt.
Frequenzwandler (frequency changer)
Umrichter, der Wechselspannungen von einer Frequenz in die andere umwandelt, idealerweise ohne die sonstigen Charakteristiken zu beeinflussen.
Fühlerleitungen (remote sensing)
Zur Reduzierung von Meßfehlern werden zusätzliche Meßleitungen (Fühlerleitungen) eingesetzt. Die Ursache hierfür sind die Spannungsabfälle aufgrund des Ausgangsstroms entlang der Leitungen und über die Steckkontakte. Dies ist der typische Fall einer galvanischen Kopplung.
Siehe FELV.
Gegentakt-Störungen (differential mode noise)
Gegentakt-Störungen, synonym mit asymmetrischen Störungen, treten zwischen Hin- und Rückleitern von Stromkreisen bzw. zwischen den Eingangsklemmen von Systemen auf. In symmetrischen Stromkreisen, die erdfrei sind oder eine geerdete Potentialmitte aufweisen führt eine Gegentaktstörung zu einer symmetrischen Störung, während in unsymmetrischen Stromkreisen mit einseitiger Erdung eine asymmetrische Störung bewirkt wird.
Symmetrisch betriebener Stromkreis
Unsymmetrisch betriebener Stromkreis
Gegentaktwandler (push-pull converter)
Ein Gegentaktwandler magnetisiert den Trafokern abwechselnd in positiver und negativer Richtung. Daher kann gegenüber einem Eintaktwandler bei gleicher Transformator-Baugröße ca. die doppelte Leistung übertragen werden.
GGD, Gleichtakt/Gegentakt-Dämpfung
Die Gleichtakt/Gegentakt-Dämpfung berechnet sich zu: GGD = 20·log(1 / GGKF). Siehe auch Gleichtakt/Gegentakt-Konversionsfaktor und Gleichtakt-Gegentakt-Konversion.
GGK, Gleichtakt-Gegentakt-Konversion
Bei ungleichen Impedanzen von Hin- und Rückleiter, einschließlich der Innenwiderstände von Sender und Empfänger, bewirkt die Gleichtaktspannung unterschiedlich große Ströme, die zu unterschiedlichen Spannungsabfällen an den Impedanzen führen. Die Differenz dieser Spannungen führt zu einer Gegentaktspannung. Siehe auch Gegentakt-Störungen und Gleichtakt-Störungen.
GGKF, Gleichtakt/Gegentakt-Konversionsfaktor
Der Gleichtakt/Gegentakt-Konversionsfaktor GGKF berechnet sich zu: GGKF = |UGG| / |UGL|. Siehe auch Gleichtakt/Gegentakt-Dämpfung und Gleichtakt-Gegentakt-Konversion.
Gleichtakt-Störungen (differential mode noise)
Gleichtakt-Störungen, synonym mit symmetrischen Störungen, treten zwischen einzelnen Signaladern und Bezugspotential (Masse) auf. Es kommt zunächst zu keiner Störung des Nutzsignals, jedoch treten Isolationsbelastungen der Leitungen unter umständen mit Über- oder Durchschlag auf. In symmetrischen Stromkreisen, die erdfrei sind oder eine geerdete Potentialmitte aufweisen kommt es zu einer symmetrischen Potentialanhebung. In unsymmetrischen Stromkreisen mit einseitiger Erdung kommt es zu einer unsymmetrischen Spannung. In beiden Fällen führt eine Gleichtakt-Störung zu keiner Störspannung, die sich der Nutzspannung überlagert.
Gleichtakt-Störung bei symmetrisch betriebenem Stromkreis
Gleichtakt-Störung bei asymmetrisch betriebenem Stromkreis
Gleichspannungswandler (DC/DC-converter)
Der Gleichspannungswandler wird oft DC/DC-Wandler genannt. Er ist im Gegensatz zu einem Linearregler ein getakteter Spannungskonverter, der meistens als Drosselwandler bzw. Schaltregler ausgeführt wird. Gleichspannungswandler sind oft Bestandteile eines Netzteils. Einen schematischen Überblick der Gleichspannungswandler ist unter Power Supply dargestellt.
Oft wird die 3-dB-Eckfrequenz als Grenzfrequenz bezeichnet. Hierbei wird nur noch die halbe Leistung übertragen.
Siehe Überbrückungszeit.
Harmonische Oberwellen (harmonic distortion)
Wellen mit ganzzahlig mehrfacher Frequenz der Grundwelle.
Siehe NTC.
Hybrid-Strom-/Spannungsversorgung (hybrid supply)
Eine Strom-/Spannungsversorgung, die verschiedene Regeltechniken kombiniert, z. B. getaktete Wandler und eine lineare Regelung.
Die Störquelle und die Störsenke befinden sich in zwei Systemen, z. B. Clockimpuls des Rechners stört Drucker. Siehe auch elektromagnetische Beeinflussung und Kopplungsmodell.
Die Störquelle und die Störsenke befinden sich in einem System, z. B. Bahnlinie-Telefonleitung. Siehe auch elektromagnetische Beeinflussung und Kopplungsmodell.
Invertierender Wandler (inverting converter, buck-boost converter)
Der invertierende Wandler ist ein Gleichspannungswandler, der eine positive Eingangsspannung in eine negative Ausgangsspannung wandelt. Ein weiteres wesentliches Merkmal ist hierbei auch mit minimalem Schaltungsaufwand den Betrag der Ausgangsspannung theoretisch zwischen Null und Unendlich realisieren zu können. Dies ist mit einem linearen Regler nicht realisierbar.
Isolations-Testspannung (dielectric withstand voltage, isolation test voltage)
Die über einen festgelegten Zeitraum anzulegende Spannung zur Isolationsprüfung der Isolierstrecke z. B. eines Trafos oder Optokopplers.
Konvektionskühlung (convection cooling)
Durch die Verlustleistung steigt die erwärmte Luft niedrigerer Dichte auf und bewirkt eine natürliche Kühlung durch die Konvektion der Luft. Bei hohen Verlustleistungen, zur Reduzierung des Bauraums (Größe des Kühlkörpers) oder zur Beeinflussung der Strömungsrichtung kann eine Zwangskühlung eingesetzt werden.
Eine Kopplung erfolgt immer über eine der 4 möglichen Kopplungsarten:
Ein allgemeines Kopplungsmodell zeigt den Weg der elektromagnetischen Beeinflussung und somit Ansatzpunkte zur EMV-gerechten Gestaltung. Der Pfad stellt die möglichen Kopplungsarten dar.
Kopplungsmodell
Kühlkörper übernehmen die Wärmeabfuhr an die Umgebung durch eine Vergrößerung der Oberfläche eines Bauteils mit Verlustleistung.
Eine Kühlung wird durch abgegebene Wärmestrahlung und durch Wärmeleitung bzw. Wärmetransport erreicht. Ursache ist die Verlustleistung, die sich antiproportional zum Wirkungsgrad verhält. Wird die Verlustleistung zu groß muß eine verbesserte Kühlung, also größere Kühlkörper oder statt der Konvektionskühlung eine Zwangskühlung mit einem Lüfter eingesetzt werden.
Kurzschlußfestigkeit (short-circuit protection)
Zur Vermeidung von Gerätedefekten (Quelle und Senke/Verbraucher) werden Ausgänge kurzschlußfest ausgelegt. Siehe auch Strombegrenzung.
Für Netzteile ist die Last oft eine nichtlineare Impedanz bzgl. vieler physikalischer Größen. Trotzdem muß die Ausgangsspannung als Ausgangsgröße der Regelung stabil bleiben.
Lastausregelung (load regulation)
Damit das dynamische Verhalten einer Strom-/Spannungsversorgung bei unterschiedlicher Laständerung unter Berücksichtigung der Stabilität möglichst schnell erfolgt, wird ein Lastsprung am Ausgang von z. B. 50%·IA auf 100%·IA bei t10/90 = 10 µs beaufschlagt und der Verlauf der Ausgangsspannung gemessen, bewertet und optimiert. Siehe auch Netzausregelung und Regelung.
Reduzierung der Verlustleistung bei zunehmender Bauelemente- oder Geräte-Temperatur.
Je nach Anforderung muß eine Strom-/Spannungsversorgung am Ausgang ein Konstantspannungs-, ein Konstantstrom- oder ein Foldback-Verhalten aufweisen.
Lastverhalten: Konstantspannung (1), Konstantstrom (2) und Foldback (3)
Ein bei realen Bauelementen vorhandener Strom, der bei idealen (theoretischen) Bedingungen Null ist.
Leerlaufstrom (stand by current)
Strom ohne Last.
Leistungsfaktor (power factor)
Der Leistungsfaktor wird auch Wirkfaktor genannt und gibt an wie hoch der Anteil der Wirkleistung an der Scheinleistung ist. In der Berechnung der sinusförmigen Leistung aus P = U·I·cosφ heißt cosφ Leistungsfaktor. Er ist das Maß für den Stromanteil, der in Phase zur Spannung liegt. Mit einer Blindstromkompensation, bei Netzteilen meistens mit einem Leistungsfaktor-Vorregler realisiert, wird angestrebt die Phasenverschiebung φ zu minimieren und damit den Leistungsfaktor möglichst gleich Eins werden zu lassen. Damit wirkt die Last zunehmend ohmsch und demzufolge als überwiegende Wirklast.
Leistungsfaktor-Vorregler (power factor preregulator)
Ein getakteter Wandler, der dem eigentlichen Netzteil vorgeschaltet wird, um den Netzstrom näherungsweise sinusförmig aufzunehmen. Der Leistungsfaktor verschiebt sich dabei hin zu dem günstigeren Wert von Eins. Als Abkürzung wird oft PFC (power factor correction) verwendet, was übersetzt Blindstromkompensation heißt.
Linearregler (linear regulator)
An einem Linear-Regler fällt die Differenz zwischen Ein- und Ausgangsspannung ab. Die Verlustleistung steigt somit linear zum Ausgangsstrom an und muß als Verlustwärme abgeführt werden. Der Wirkungsgrad und die damit verbundene Baugröße sind nur bei kleinen Leistungen vertretbar. Vorteilhaft sind die geringen Entwicklungskosten und die Regeleigenschaften.
Logarithmierter bezogener Wert
Siehe Pegel.
Eine unerwünschte Schaltungstopologie, wie sie oft bei der Zusammenschaltung von netzbetriebenen Geräten mit Schutzleiteranschluß auftritt. Hierbei führt die Verbindung zwischen Schutzleiter und Bezugsleiter zu einer geschlossenen Leiterschleife (Masse- oder Brummschleife). Zum einen können aufgrund der galvanischen Kopplung Teilströme einen ungewollten Leitungspfad nehmen, zum anderen können in die Leiterschleife Ströme induziert werden, die über die magnetische Kopplung mit einer anderen Störquelle entstehen. Abhilfe schafft ein Trenn-Transformator, womit der Schutzleiter aufgetrennt wird, oder das Auftrennen des Bezugsleiters über Koppel-Bauelemente, wie z. B. Kondensator, Optokoppler oder Übertrager.
Bezeichnet das Hauptgerät in Konfigurationen mit Haupt- und Nebengeräten (Slaves), welches die Steuerung auf die Nebengeräte ausübt.
Mitlaufender oder mitgeregelter Ausgang (semi-regulated output)
Ausgangsspannung eines Nebenausganges eines Mehrspannungsgerätes, das nur in Bezug auf den Hauptausgang geregelt ist.
MTBF (mean time between failure)
Die MTBF ist die zu erwartende mittlere Betriebszeit zwischen zwei Ausfällen. Sie ist eine Maßzahl für die Zuverlässigkeit wie auch die Verfügbarkeit. Die MTBF kann nach verschiedenen Normen (Belcore, SN29500, MIL-HDBK 217) berechnet werden. Wie realistisch das Resultat ist, wird auch wesentlich von der Übereinstimmung der zur Verfügung stehenden Datenbank mit den realen Ausfallraten bestimmt.
Die zu erwartende Betriebszeit ohne Ausfall wird oftmals als MTBF, die sich identisch berechnet, angegeben.
Die mittlere Ausfall-Dauer wird insbesondere bei Berechnungen zur Verfügbarkeit benötigt.
Ein sekundärseitiger Regler zur Verbesserung der Regelparameter. Siehe auch Regelung.
Kühlkörper, der einzelne stabförmige Kühlsegmente aufweist.
Siehe Bemessungswert.
Netzausregelung (line regulation)
Die Netzausregelung ist das Verhalten eines Netzteils bei Änderung der Eingangsspannung. Statt des Lastsprungs bei Lastausregelung werden Netzeinbrüche bis hin zu Ausfällen ganzer Perioden auf ihre Auswirkung hin berücksichtigt. Siehe auch Regelung.
Netznachbildung (AMN = artificial mains network, LISN = line impedance stabilization network)
Für leitungsgebundene EMV-Messungen (Störspannungsmessungen) müssen standardisierte Bedingungen realisiert werden können. Eine Netznachbildung stellt dem Meßobjekt (Prüfling), z. B. einem Schaltnetzteil, eine definierte Quell- oder Lastimpedanz zur Verfügung. Gleichzeitig "trennen" sie das Meßobjekt vom angeschlossenen Leitungsnetz über einen HF-Filter, um damit Störungen aus dem Netz ausreichend zu dämpfen und die EMV-Messung an dem Prüfling nicht signifikant zu verfälschen. Somit werden reproduzierbare Meßergebnisse ermöglicht. Netznachbildungen unterscheiden sich nach den Stromstärken und dem Verwendungszweck, z. B. für 3-Phasen Netz oder KFZ-Bordnetz. Nähere Angaben zu den einzusetzenden Quell- und Lastimpedanzen, die dort als Nachbildwiderstände bezeichnet werden, können der VDE 0876 Teil 1 entnommen werden.
Schaltplan (nur ein Leiter dargestellt) und Bild der Netznachbildung ESH2-Z5 von Rohde & Schwarz
Netzteile dienen der Strom-/Spannungsversorgung elektronischer Geräte und Komponenten. Sie besitzen ein definiertes Lastverhalten, eine galvanische Trennung und sind je nach Typ als ungeregeltes, linear geregeltes oder als Schaltnetzteil aufgebaut. Die Leistung wird der Primärseite, z. B. dem Haushaltnetz mit 230 V, entnommen und gewandelt. Einen schematischen Überblick der Netzteile ist auf der Seite Power Supply zu finden.
Nomineller Wert (nominal value)
Siehe Bemessungswert.
Ein temperaturabhängiger Widerstand mit negativem Koeffizient, wodurch sich mit steigender Temperatur der Widerstandswert stark verrignert. Demzufolge wird er auch Heißleiter genannt. Er dient neben der Temperaturmessung auch zur Begrenzung des Einschaltstroms von Netzteilen.
Siehe Nutzsignalpegel.
Der Nutzsignalpegel, auch kurz Nutzpegel genannt, ist der logarithmierte bezogene 100%-Wert des Nutzsignals.
Offenes Chassis (open frame construction)
Eine offene Konstruktionsart ohne Abdeckung oder Gehäuse. Zumeist handelt es sich um die fertig bestückte und betriebsfertige Platine.
Ein Bauelement zur potentialfreien Singalübertragung bestehend aus einer LED (Light Emitting Diode) und einem Photoempfänger, zumeist ein Phototransistor oder eine Photodiode. Optokoppler sind bei Netzteilen häufig in der Rückführung der Ausgangsspannung des Regelkreises zu finden.
OTP (overtemperature protection)
Parallelbetrieb (parallel operation)
Die Fähigkeit mit anderen, meist gleichartigen oder baugleichen Geräten parallel geschaltet und betrieben zu werden.
Es werden unterschieden:
Siehe auch Nutzpegel = Nutzsignalpegel und Störpegel.
PELV (protective extra low voltage)
Ein PELV-Stromkreis weist eine Funktionskleinspannung (FELV) mit sicherer Netz-Trennung auf und hat eine Verbindung zum Schutzleiter (Erdung). DIN VDE 0100-410/01.97, Abschnitt 410
Programmierbarkeit (programming)
Möglichkeit der externen Einstellung, z. B. die Ausgangsspannung extern vorgeben zu können.
Prüfspannung (hi-pot = high potential voltage)
Pulslastleistung (rated pulse power)
Maximale Ausgangsleistung, die unter pulsierenden Lastbedingungen abgegeben werden kann. Die angegebene Pulslastleistung erreicht normalerweise durch Mittelwertbildung die maximale kontinuierliche Ausgangsleistung.
Siehe Gegentaktwandler.
PWM, Pulsbreiten-Modulation (pulse width modulation)
Durch das Verändern der Impulsbreite t1 bei sonst fester Periodendauer T bzw. Frequenz f = 1/T ändert sich der Mittel- wie auch der Effektivwert des PWM-Signals. Dies kann zu einer Signal- oder Leistungsübertragung genutzt werden. Alternativ kann auch eine Frequenz-Modulation verwendet werden.
PWM-Signal: Die Impulsbreite t1 wird variiert während die Periodendauer T konstant bleibt
RCD-Netzwerk (snubber network)
Siehe Entlastungsnetzwerk.
Vorhandensein von mehr als einem Element zur Erfüllung einer geforderten Funktion. Man unterscheidet nach Art und Anwendung:
Zur Erzeugung des Sollwertes wird eine thermisch stabilisierte Spannungsreferenz, meist in Funktion einer Zenerdiode benötigt.
Eine Regelung existiert immer als Regelkreis aus einer Führungsgröße w (Sollwert), einer Stellgröße u, einer Ausgangsgröße y (Istwert) und der Regeldifferenz e (Fehler, Abweichung). Die Übertragungsfunktion des Reglers wird mit GR und die der Strecke mit GS bezeichnet. Eine Störung kann als n1 am Streckeneingang oder als n2 am Ausgang angreifen. Wie sich eine Störung auf Führungs- und Laständerungen auswirkt, wird durch den Aufbau des Regelkreises (Struktur) und den Regler selbst bestimmt. Ein geschlossener Regelkreis muß stets auf Stabilität geprüft und entsprechend strukturiert und dimensioniert werden.
Struktur eines Standard-Regelkreises
Eine Regelung beinhaltet im Gegensatz zu einer Steuerung immer die Rückführung mindestens einer Meßgröße (Istwert), die einem Regler zum Vergleich mit der Führungsgröße (Sollwert) zugeführt wird. Damit entsteht immer ein Regelkreis, dessen Stabilität gewährleistet sein muß. Bei Netzteilen sind die Netzausregelung wie auch die Lastausregelung von besonderer Bedeutung.
Ein Regler wird durch seinen Aufbau und seine Parameter bestimmt:
Siehe auch Linearregler, Schaltregler, Shunt-Regler, Vorregler, Nachregler, Regelung, Regelkreis und Steuerung.
Der periodische Wechselspannungsanteil am Ausgang einer Strom-/Spannungsversorgung oder eines Netzteils. Siehe auch Brummspannung und Abweichungen.
RFI (radio frequency interference)
Siehe Elektromagnetische Beeinflussung.
Die PWM-Regelung sorgt beim Einschaltvorgang für eine Begrenzung des Einschaltstroms in Schaltnetzteilen. Dies führt auch zu einer unvermeidlichen Einschaltverzögerung.
Schaltfrequenz (switching frequency)
Arbeitsfrequenz eines Schaltnetzteils oder eines getakteten Wandlers.
Schaltregler (switching regulator)
Ein getakteter Regler, der oft über eine PWM das Schaltelement mit der Schaltfrequenz ansteuert.
Schottky-Diode (schottky diode)
Die Schottky-Diode basiert auf einem Metall-Halbleiterkontakt, der sogenannten Schottky-Barriere. Die kleine Erholzeit und niedrige Durchflußspannung führen bei getakteten Wandlern zu geringen Verlusten im Vergleich zu anderen Dioden. Nachteilig sind die hohe Sperr-Kapazitäten und die niedrige maximale Sperrspannung.
Siehe SELV.
SELV (separated/safety extra low voltage)
Der sogenannte SELV-Stromkreis oder die SELV-Kleinspannung wird auch Sicherheitskleinspannung oder Schutzkleinspannung bezeichnet. Im Gegensatz zur Funktionskleinspannung (FELV) besteht bei SELV eine sichere Trennung vom/zum Netz. Gegenüber PELV-Stromkreisen ist hier keine Verbindung zum Schutzleiter (Erdung) vorhanden. DIN VDE 0100-410/01.97
Siehe Fühlerleitungen.
Steuerung der Verzugszeiten und Reihenfolge der Ausgangsspannungs-Aktivierung beim Ein- und Ausschalten der Strom-/Spannungsversorgung.
Shunt-Regler (shunt regulator)
Ein linearer Strom-Regler parallel zur Last.
Siehe SELV.
Single Transistor Forward Converter
Siehe Eintaktdurchflußwandler.
Ein Nebengerät, das von einem Master gesteuert wird.
Spannungsüberwachung (power fail detect, power good detect)
Die Spannungsüberwachung meldet den Status als Power-Good- oder Power-Fail-Signal. Durch eine frühzeitige Meldung und Auswertung können Maßnahmen getroffen werden bevor die Versorgungsspannungen ihren zulässigen Betreich verlassen.
Sperrwandler (flyback converter)
Sperrwandler haben gegenüber Eintakt- und Gegentaktwandlern einen Transformator mit Luftspalt und benötigen daher keine zusätzliche Speicherdrossel. Der Schaltungsaufwand ist gering und erlaubt mehrere galvanisch getrennte Ausgangsspannungen auf einmal zu regeln. Ein Aufbau als Weitbereichnetzteil ist ohne vorgeschaltete PFC realisierbar. Dementgegen steht die relativ hohe Transformator-Größe und die höhere Störaussendung aufgrund des vorhandenen Luftspalts.
Spitzenausgangsstrom (peak transient output current)
Der kurzeitig lieferbare maximale Ausgangsstrom.
Für lineare Systeme ist die Stabilität eine Systemeigenschaft und völlig unabhängig von den äußeren Signalen. Instabile Zustände, wie z. B. Dauerschwingungen oder das Überschreiten bestimmter Grenzwerte sind zu verhindern. Bei Nichtlinearen Systemen, z. B. einem System mit einem Zweipunktregler und einem Integrator, ist das System trotz der unvermeidbaren Dauerschwingungen stabil. Bei der Dimensionierung eines Regelkreises ist die Stabilität ein wesentliches zu erfüllendes Kriterium.
Eine Last, die über eine gegebene Zeit konstant bleibt.
Eine Steuerung besitzt lediglich einen Vorwätszweig, ggf. mit Verstärkung oder Abschwächung. Ein Regelkreis ohne Rückführung entspricht somit einer Steuerung. Im Gegensatz zur Regelung kann eine Steuerung nie instabil werden, da hier die Rückführung einer Ausgangsgröße fehlt.
Störabstand (signal to noise ratio)
Der Störabstand ist die Pegeldifferenz zwischen Nutzsignalpegel und Störschwellenpegel, auch berechenbar als logarithmisches Verhältnis von Nutzsignal und Störschwelle, veranschaulicht in der Abbildung unter Störpegel.
Stördämpfung (noise attenuation)
Logarithmisches Verhältnis des Störpegels vor und nach einer Anwendung. Oberbegriff zur Kennzeichnung der meist frequenzabhängigen Entstörwirkung von Entstörmitteln.
Störpegel (interference level)
Der Störpegel ist der logarithmierte bezogene Wert einer Störgröße. Die Zusammenhänge zwischen Störpegel, Störschwellenpegel, Störabstand und Störsicherheitsabstand können der folgenden Abbildung entnommen werden.
In der Regel sind die Parallelen frequenzabhängige Kurven
Der Störschwellenpegel ist der kleinste logarithmierte bezogene Wert des Nutzsignals dessen Überschreitung durch den Störpegel am Empfangsort als Störung empfunden wird, veranschaulicht in der Abbildung unter Störpegel.
Pegeldifferenz zwischen Störschwellenpegel und Störpegel, auch berechenbar als logarithmisches Verhältnis (Pegel) von Störschwelle und Störgröße.
Fehlende, fehlerhafte oder unvollständige Erfüllung einer geforderten Funktion. Siehe dazu auch Ausfall, Fehler, Versagen und Störung im Regelkreis.
Störungen werden unterschieden in:
Störungen, asymmetrische (differential mode noise)
Störspannungen, gemessen zwischen zwei Ausgangspotentialen (nicht Masse), synonym mit Gegentakt-Störungen. Die Gleichtakt-Störungen (symmetrische Störungen) werden damit nicht erfaßt.
Rausch-Störungen sind aperiodische, zufällige Abweichungen der Ausgangsspannung.
Störungen, symmetrische (common-mode interference)
Störspannungen, gemessen zwischen einem Ausgangspotential und Bezugspotential (Masse), synonym mit Gleichtakt-Störungen.
Strom-/Spannungsversorgung (power supply)
Speisegerät bzw. reale Spannungs- oder Stromquelle, siehe Netzteil.
Strombegrenzung (current limiting)
Eine Spannungsreduzierung, bis der eingestellte Strom-Sollwert erreicht ist, Kennlinienverlauf siehe Lastverhalten.
Temperaturkoeffizient (temperature coefficient)
Durchschnittliche relative Änderung einer phsikalischen Größe in Abhängigkeit der Temperatur.
Thermischer Schutz (thermal protection)
Zusätzlich zum Übertemperaturschutz kann durch eine Zwangskühlung mit einem Lüfter das Überschreiten der maximal zulässigen Gerätetemperatur verhindert werden.
Prinzip einer einfachen, ohne Rückführung vorwärtsgeregelten Strom-/Spannungsversorgung unter Ausnutzung der magnetischen Sättigungseigenschaften.
Zwei magnetisch gekoppelte Induktivitäten, zwischen denen nur Wechselspannungen und -ströme ausgetauscht werden können. Ein Transformator kann im Gegensatz zum Übertrager eine magnetische Kopplung kleiner 100% aufweisen (Luftspalt im magnetischen Kreis) und folglich Energie speichern. Ein idealer Transformator arbeitet verlustfrei.
Ein kurzzeitiger Wechsel eines Parameters. Sehr oft in Verbindung mit Eingangs- oder Ausgangslastparametern.
Transientes Verhalten (transient response time)
Der Zeitbedarf, den ein Ausgang benötigt, um wieder in seine Toleranzgrenzen zurückzukehren, normalerweise gemessen nach einem starken Lastwechsel.
Die Möglichkeit, die Ausgangsspannung einer Strom-/Spannungsversorgung, meistens innerhalb von ±5% des Bemessungswertes, einzustellen. Diese Fähigkeit wird normalerweise beim Systemtest benötigt.
Umgebungstemperatur (ambient temperature)
Temperatur der Umgebungsluft in der ein Gerät betrieben wird.
Underwriters Laboratories (UL)
Eine unabhängige gemeinnützige Organisation in den USA, welche Produkte auf Sicherheit testet. UL-Zulassungen (UL-Recognitions und UL-Listing) werden für eine große Anzahl Komponenten, Anlagen und Anwendungen verlangt.
Bezeichnung einer Betriebsbedingung, die zu unzulässigen Spannungen unterhalb der geforderten Mindestspannung führt und länger als die definierte Ein- oder Ausschaltzeit andauert. Vermeidung durch einen Unterspannungsschutz.
Unterspannungsschutz (brownout protection)
Die Fähigkeit eines Gerätes Unterspannungen zu vermeiden, was üblicherweise durch das Verhalten des Netzteils sichergestellt wird, oder mit einem definiertem Verhalten zu reagieren, z. B. die Resetschaltung eines Mikroprozessors oder eines Mikrocontrollers.
USV, unterbrechungsfreie Stromversorgung (UPS, uninterruptible power supply)
Eine Strom-/Spannungsversorgung mit einem Netzteil für den Normalbetrieb und einem Akkumulator als Energielieferant bei einem Netzausfall, der länger als die Überbrückungszeit des Netzteils dauert. Siehe auch Netzausregelung.
Überbrückungszeit (hold-up time)
Netzteile werden so ausgelegt, daß bei Netzeinbrüchen alle Ausgangsspannungen ihre Toleranzgrenzen einhalten und somit die normale Funktion erhalten bleibt. Die Überbrückungszeit wird auch Haltezeit genannt. Die Dimensionierung wie auch die spätere Messung erfolgen bei voller Last und nomineller Eingangsspannung.
Überschwingweite (overshoot width)
Aufgrund von Speichereffekten und Mitkopplungen kann es in Regelkreisen oder Resonanzkreisen zu einem Überschwingen bestimmter Werte kommen. Ein Überschwingen ist immer ein Hinweis auf eine mögliche Instabilität. Der Wert des Überschwingens wird bei definiertem Last- oder Eingangsspannungswechsel festgelegt und gemessen. Siehe auch Last- und Netzausregelung sowie Stabilität.
Überspannungsschutz (OVP, overvoltage protection)
Um einen Ausfall von Geräten zu vermeiden sind bei Netzteilen oft ein ein- und ein ausgangseitiger Überspannungsschutz notwendig.
Überstrombegrenzung (overrcurrent protection)
Siehe Strombegrenzung.
Übertemperaturschutz (OTP, overtemperature protection)
Eine Schutzvorrichtung durch Abschaltung oder Lastminderung zur Begrenzung der Geräte-Temperatur. Siehe auch thermischer Schutz.
Ein Transformator ohne Luftspalt, also mit 100%-iger magnetischer Kopplung zwischen Primär- und Sekundärseite.
Verband Deutscher Elektrotechniker. Eine deutsche Organisation, welche Sicherheitsprüfungen vornimmt, ähnlich wie UL in den U.S.A.
Wahrscheinlichkeit, ein System zu einem vorgegebenen Zeitpunkt in einem funktionsfähigen Zustand anzutreffen. Nicht zu verwechseln mit Zuverlässigkeit.
Die unerwünschte Umwandlung elektrischer Leistung in Verlustwärme. Siehe auch Lastminderung, Kühlung und Wirkungsgrad.
Verpolungsschutz (reverse voltage protection)
Schutz gegen Falschpolung.
Entstehen einer Störung bei zugelassenem Einsatz einer Einheit aufgrund einer in ihr selbst liegenden Ursache, z. B. eine nichtzugelassene Abweichung. Siehe dazu auch Ausfall, Fehler und Störung.
Ein Vor-Regler, der bei weiten Eingangsspannungsbereichen eingesetzt wird und eine geregelte Zwischenspannung erzeugt. Zur Verbesserung der Regeleigenschaften wird ein Nachregler in Serie geschaltet. Nachteilig ist vor allem der schlechtere Gesamt-Wirkungsgrad, da sich die Einzel-Wirkungsgrade der Regler multiplizieren.
Siehe Sanftanlauf.
Siehe Leistungsfaktor.
Der Wirkungsgrad berechnet sich aus dem Verhältnis von Ausgangsleistung zu Eingangsleistung und ist stets kleiner als Eins. Zur Reduzierung der Verlustleistung wird unter gegebenen Lastbedingungen der maximale Wirkungsgrad angestebt. Bei einem Netzteil wird er bei voller Belastung und nominellen Eingangsbedingungen gemessen. Bei Mehrfachausgängen hängt er im allgemeinen von der Aufteilung der Ausgangsleistung auf die verschiedenen Ausgänge ab.
Wahrscheinlichkeit, daß die geforderte Funktion während einer festgelegten Betriebsdauerdauer ohne Ausfall erfüllt wird. Nach DIN 40041 ist die Zuverlässigkeit eine Eigenschaft und keine quantitative Größe. Nicht zu verwechseln mit Verfügbarkeit.
Zwangskühlung (forced air cooling)
Eine verstärkte Kühlung, die gegenüber der Konvektionskühlung die Wärmeabfuhrt mit einer verstärkten Luftströmung, die meistens mit einem Lüfter erzeugt wird, steigert und somit eine höhere volumenspezifische Verlustleistung zuläßt. Nachteilig sind die zusätzliche Geräuschemission und das Problem eines Lüfterdefekts. Eine Strömungsgeschwindigkeit über 5 m/s bringt keine nennenswerte Steigerung der Kühlung, wie das folgende Bild zeigt.
Relativer Wärmewiderstand beliebiger Kühlkörper bei Zwangskühlung
RthKf = Wärmewiderstand bei forcierter Kühlung
RthK = Wärmewiderstand bei Konverktionskühlung
v = Strömungsgeschwindigkeit der Luft
Quelle: Fischerelektronik
Zweiter Durchbruch (secondary breakdown)
Der sogenannte zweite Durchbruch ist eine irreversible Zerstörung eines Bipolar-Transistors ausgelöst durch gleichzeitiges Auftreten einer hohen Kollektor-Emitter-Spannung und eines hohen Kollektorstroms verstärkt bei einer hohen Halbleiter-Temperatur. Sie ist die häufigste Ausfall-Ursache bei bipolaren Leistungstransistoren, z. B. des Schalttransistors in Netzteilen. Ein solcher Ausfall kann nur durch eine korrekte Schaltungsauslegung, themischen Schutz bzw. entsprechenden Kühlung und richtig dimensionierte Entlastungsnetzwerke verhindert werden.
Unter Power Supply sind Netzteile und Gleichspannungswandler im schematischen Überblick dargestellt.
RAM - Glossar
Glossar Laufwerke und Medien
Letzte Änderung: 28.11.2003
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