Ein Schalttransformator ist eine Komponente, die in Schaltnetzteilen (SMPS) verwendet wird, um elektrische Energie durch Hochfrequenzschaltung von einem Spannungsniveau in ein anderes umzuwandeln. Im Gegensatz zu herkömmlichen Transformatoren, die mit der Netzfrequenz (50 oder 60 Hz) arbeiten, arbeiten Schalttransformatoren mit viel höheren Frequenzen, typischerweise im Bereich von mehreren zehn Kilohertz bis zu mehreren Megahertz.
Dieser Hochfrequenzbetrieb ermöglicht kleinere, leichtere Transformatoren mit verbessertem Wirkungsgrad.
Ein Schaltnetzteil (SMPS) ist ein elektronisches Netzteil, das einen Schaltregler zur effizienten Umwandlung elektrischer Energie enthält. Es schaltet die Stromversorgungstransistoren schnell ein, um die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom zu regulieren. Dieses schnelle Umschalten reduziert die Energieverschwendung und führt zu einer höheren Effizienz im Vergleich zu linearen Netzteilen.
Aufgrund seiner kompakten Größe, seines geringen Gewichts und seiner Effizienz werden SMPS häufig in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der Unterhaltungselektronik bis hin zu Industriegeräten.
SMPS werden aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads und ihrer Fähigkeit, stabile Ausgangsspannungen unter wechselnden Lasten und Eingangsbedingungen bereitzustellen, eingesetzt. Die Effizienz ergibt sich aus der Tatsache, dass sich die Leistungstransistoren in einem SMPS schnell einschalten, wodurch die Zeit, die sie in Zuständen mit hoher Verlustleistung verbringen, minimiert wird.
Darüber hinaus können SMPs ein breites Spektrum an Eingangsspannungen verarbeiten und können so konzipiert werden, dass sie mehrere Ausgangsspannungen liefern, wodurch sie für verschiedene Anwendungen vielseitig einsetzbar sind. Ihre kompakte Größe und geringere Wärmeentwicklung sind ebenfalls wichtige Vorteile.
Ein SMPS-Transformator funktioniert durch die Übertragung elektrischer Energie durch induktive Kopplung zwischen seinen Wicklungen, während die Schalttransistoren schnell einschalten.
Durch diesen Hochfrequenzbetrieb kann der Transformator die Spannung effektiv erhöhen oder verringern. Der SMPS-Transformator trägt außerdem dazu bei, den Ausgang vom Eingang zu isolieren, was für Sicherheit sorgt und elektrische Interferenzen zwischen verschiedenen Teilen des Stromkreises verhindert.
Ein Schaltnetzteil wird aufgrund seines höheren Wirkungsgrads, seiner geringeren Größe und seines geringeren Gewichts in vielen Anwendungen oft als besser als ein herkömmliches transformatorbasiertes Netzteil angesehen.
Die Wahl zwischen beiden hängt jedoch von den spezifischen Anwendungsanforderungen ab. Herkömmliche transformatorbasierte Netzteile können für einfache, kostengünstige Anwendungen bevorzugt werden, bei denen ein hoher Wirkungsgrad und eine kompakte Größe nicht ausschlaggebend sind, während SMPs wegen ihrer Leistung in anspruchsvolleren Umgebungen bevorzugt werden, in denen der Platz begrenzt ist und die Energie empfindlich ist.