Ein Schaltnetzteil (SMPS) ist eine Art Netzteil, das mithilfe von Schaltgeräten wie Transistoren oder MOSFETs elektrische Energie effizient von einer Form in eine andere umwandelt. Das Konzept von SMPS besteht darin, die Eingangsspannung schnell mit hoher Frequenz ein- und auszuschalten, was die Umwandlung elektrischer Energie mit minimalen Verlusten und hohem Wirkungsgrad ermöglicht.
In einem SMPS spielt der Schalter eine entscheidende Rolle bei der Steuerung des elektrischen Stromflusses.
Durch schnelles Ein- und Ausschalten des Schalters wird die Eingangsspannung in Impulse zerlegt, die dann geglättet und geregelt werden, um die gewünschte Ausgangsspannung und den gewünschten Ausgangsstrom bereitzustellen. Dieser Schaltvorgang ermöglicht es dem Netzteil, die Ausgangsspannung unabhängig von Schwankungen der Eingangsspannung oder der Lastbedingungen effektiv zu regulieren.
Der Mechanismus eines SMPS umfasst mehrere Schlüsselkomponenten, die zusammenarbeiten, um elektrische Energie umzuwandeln und zu regulieren.
Zu diesen Komponenten gehören typischerweise ein Gleichrichter zum Umwandeln der AC-Eingangsspannung in DC, ein Schaltgerät (z. B. ein Transistor oder Mosfet) zum Zerlegen der DC-Spannung in Impulse, ein Ausgangsfilter zum Glätten der Impulse und eine Steuerschaltung zum Regeln des Ausgangs Spannung und Strom.
Der Begriff „Schalten“ in „Schaltnetzteil“ bezieht sich auf das schnelle Ein- und Ausschalten elektronischer Komponenten im Stromkreis.
Im Gegensatz zu herkömmlichen linearen Netzteilen, die sperrige Transformatoren und Linearregler verwenden, regeln SMPs die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom effektiv, indem sie die Eingangsspannung schnell ändern. Dieser Schaltvorgang minimiert Leistungsverluste und Wärmeerzeugung, was zu einer höheren Effizienz und kleineren Formfaktoren im Vergleich zu linearen Netzteilen führt. Daher unterstreicht der Name „Schaltleistung“ den grundlegenden Arbeitsmechanismus, der ein schnelles Schalten zur Erzielung einer effizienten Leistungsumwandlung und -regelung erfordert.