Was ist der Unterschied zwischen Linear- und Schaltnetzteil?

In der Elektronik benötigt man Netzteile. Mobile Geräte werden oft mit 5V betrieben. Steuerungen in der Industrie laufen mit 24V. Und in der KFZ- und Funktechnik werden oft 12V oder 13,8V benötigt. Je nach Anwendung braucht man ein Netzteil mit einer genauen Spannung. Aber wo liegt der Unterschied zwischen Linear- und Schaltnetzteil?

Mehr Informationen erhalten Sie im Video und in diesem Beitrag.

1.1) Das Linearnetzteil kurz erklärt

Ein Linearnetzteil, genannt auch Trafo-Netzteil ist technisch recht einfach aufgebaut:

Die Wechselspannung aus dem Netz wird über einen großen Trafo auf einen kleineren Wert heruntertransformiert. Danach folgt eine Gleichrichtung der Wechselspannung auf Gleichspannung. Für eine „glatte“ Spannung wird die Energie noch über Kondensatoren gepuffert. Zum Schluss erfolgt eine Stabilisierung der Spannung auf einen Soll-Wert, z.B. 12V. Je nach Gerät ist diese Spannung veränderbar oder fest.

1.2) Das Schaltnetzteil kurz erklärt

Ein modernes Schaltnetzteil ist komplizierter im Aufbau, aber es hat erhebliche Vorteile. Denn es hat weniger Gewicht und ist kleiner als ein Trafonetzteil. Allerdings ist gute Qualität wichtig. Sonst kann es zu Funkstörungen in der Umgebung kommen. Aber wie funktioniert so ein Schaltnetzteil?

Die Wechselspannung wird gleichgerichtet und über einen Kondensator gespeichert. Ein elektronischer Schalter gibt nun pulsartig Strom auf einen relativ kleinen Trafo. Dadurch wird aus der Gleichspannung wieder Wechselspannung, die in dem Trafo transformiert wird. Auf der anderen Seite des Trafos wird die umgewandelte Spannung wieder gleichgerichtet, über Kondensatoren gesiebt und dann stabilisiert. Dies ist etwas komplizierter als ein normales Trafo-Netzteil, hat aber viele Vorteile.

2) Die Vorteile und Nachteile eines Trafonetzteils

2.1) Vorteile des Trafonetzteils

Trafonetzteile werden seit Jahrzehnten eingesetzt. In seltenen Fällen sind sie heute weiterhin notwendig. Zum Beispiel bei hochempfindlichen Mess- und Signalschaltungen, die keinerlei Störungen haben dürfen. Zudem sind sogar alte Trafonetzteile heute weiterhin meist gut reparabel. Denn im Netzteil sind nur wenige und meist gut austauschbare Teile verbaut.

• leicht reparabel
• einfacher Aufbau
• kaum Entstörmaßnahmen nötig

2.2) Nachteile beim Trafonetzteil

Die Vorteile des Trafonetzteils liegen nahe bei seinen Nachteilen. So ist ein Trafonetzteil relativ schwer. Denn die komplette Energie wird über einen linear betriebenen Transformator geleitet. Dadurch ist dieses Netzteil im Vergleich ziemlich groß. Und nachdem die große Transformatorspule permanent in Betrieb ist verschlechtert sich der Wirkungsgrad. Zudem verringert sich die Effizienz durch lineare Spannungsregler, die überschüssige Energie einfach in Abwärme umwandeln. Je nach Lastfall kann ein Trafonetzteil von 90% Wirkungsgrad auf unter 50% abfallen. Für Dauerbetrieb ergeben sich somit hohe Stromkosten.

• relativ schwer
• relativ groß
• relativ hoher Energieverbrauch

3) Die Vorteile und Nachteile vom Schaltnetzteil

Schaltnetzteile haben im Vergleich zu Trafonetzteilen sowohl Vor- als auch Nachteile. Wir beschränken uns auf eine grobe Übersicht um dieses komplexe Thema auch für Elektronik-Einsteiger einfach und lesbar zu halten.

3.1) Vorteile beim Schaltnetzteil

Im Vergleich zum Trafornetzteil überwiegen beim modernen Schaltnetzteil die Vorteile. So ist ein Schaltnetzteil erheblich kompakter gebaut. Und der intelligent getaktete Betrieb der Transformatoren und Spannungsregler verbessert den Wirkungsgrad über das komplette Lastspektrum. Somit wird weniger Material für die Herstellung benötigt. Und bei Dauerbetrieb überzeugen Schaltnetzteile durch einen geringen Standby-Verbrauch und hohe Effizienz.

• kleinere Bauweise für gleiche Energie
• weniger Gewicht
• weniger Rohstoffbedarf beim Bau
• effektiv und damit sparsam im Energieverbrauch
• günstiger für Umwelt und Kunden

3.2) Nachteile beim Schaltnetzteil

Allerdings haben Schaltnetzteile auch ein paar Nachteile im Vergleich zum Schaltnetzteil. Die notwendige Schaltungstechnik ist erheblich komplexer. Wodurch eine Reparatur schwieriger wird. Aufgrund der getakteten Technik können hörbare und hochfrequente Störungen. Sicher haben Sie schon mal ein leises fiepen von einem Handyladegerät oder einem älteren Fernseher gehört. Ursache dieser hörbaren Störungen sind mechanische Schwingungen der Spulen in Höhe der Schaltfrequenz. Diese Störungen können sich bis in den Frequenzbereich für Funk- und Radiogeräte fortsetzen. Daher unterliegen Schaltnetzteile hohen Anforderungen, um bei TÜV und Überwachungsbehörden zu bestehen. Nur dann dürfen Schaltnetzteile betrieben und in Verkehr gebracht werden.

• komplexere Schaltungstechnik
• höhere Empfindlichkeit gegen hochfrequente Einstreuungen
• hochfrequente Störaussendungen möglich
• ein Schaltnetzteil muss für Anwendung in der Hochfrequenz speziell konstruiert und getestet sein.

Zusammenfassung zum Unterschied zwischen Linear- und Schaltnetzteil

Zusammenfassend kann man sagen, dass ein gutes Schaltnetzteil dem Trafo-Linearnetzteil bei Weitem überlegen ist. Denn das Schaltnetzteil ist effizienter und im Vergleich leichter. Als Unterschied zwischen Linear- und Schaltnetzteil verbraucht das Schaltnetzteil viel weniger StandBy-Strom. Und der Wirkungsgrad ist deutlich höher. Allerdings erfordert die hochfrequente Taktung mehr Aufwand für Siebung und Entstörung. Somit ist bei Schaltnetzteilen die Qualität wichtig. Sie haben Fragen zum Thema Schaltnetzteile? Wir beraten Sie gerne.

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