Wenn ein Neuling so weit gelesen hat, kann es hilfreich sein, "SMPS" zu definieren - das ist ein Schaltnetzteil. Nahezu jeder Desktop-Computer (99,99 ...%) enthält einen, ebenso wie eine unterbrechungsfreie USV-Stromversorgung.
[PS: Da dies mein erster Beitrag bei SE ist, muss ich zugeben, dass ich mich von der Geschichte und peripheren Themen mitreißen lassen muss. Schuldig im Sinne der Anklage?]
Im Inneren verwendet das SMPS einen Gleichrichter, um den eingehenden Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, der einen Hochfrequenz-Wechselrichter * versorgt. (Ein Wechselrichter wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um.) Der Wechselstrom dieses Wechselrichters speist einen kleinen Transformator, der deutlich kleiner ist als ein 60-Hz-Transformator mit derselben Nennleistung, vielleicht 10% so groß, wenn dies der Fall ist. Der Transformator liefert die erforderlichen Gleichspannungen von mehreren Sekundärwicklungen über Gleichrichter. In gewisser Hinsicht unterscheidet es sich nicht wesentlich von einem Antriebsriemen im Motor eines Autos, der unterschiedliche Drehzahlen für Lichtmaschine, Lüfter und anderes Zubehör bietet. * Mindestens 25 kHz, wahrscheinlich ein Vielfaches davon.
Ein Sicherheitshinweis: Der Gleichstrom, der den Wechselrichter speist, beträgt ungefähr 300 V und wird durch große Kondensatoren geglättet, die Energie für Millisekunden speichern, während die momentane Spannung des eingehenden Wechselstroms nicht auf oder nahe ihrer Spitze liegt. Sie können ihre Ladung halten, nachdem sie das Netzkabel abgezogen haben, und sie sind eine gefährliche, möglicherweise tödliche Schockgefahr.
Der Wechselrichter verwendet Halbleiter, traditionell Leistungstransistoren, um den Gleichstrom bei hoher Frequenz schnell entweder vollständig ein- oder vollständig auszuschalten. Wenn diese Halbleiter eingeschaltet sind, sind sie sehr effizient und verlieren nur ein wenig Energie als Wärme. Wenn sie ausgeschaltet sind, ist dies sogar noch besser. Übergänge beim Umschalten sind schnell, erfordern jedoch eine gute Technik. Das ist der Teil "Schaltmodus". (Ja, es gibt einen Oszillator, der das Timing für die Schalter bereitstellt.)
Wechselrichter, die Teil von Solarstromanlagen sind, liefern Wechselstrom mit der Frequenz der Region, 50 Hz in weiten Teilen der Welt und in Teilen Japans, und 60 Hz für Nordamerika, den anderen Teil Japans und die meisten (wenn nicht alle) zentralen Gebiete und südamerikanischen Ländern.
Vor einiger Zeit gab es einen Vorschlag, dass die zukünftige Stromversorgung für Haushalte und kleine Büros bei zwei Spannungen liegen würde, 320 V (sehr wahrscheinlich DC, iirc) und ungefähr 24 oder 32 V, wie ich mich erinnere, auch DC. Hochspannung wäre für Geräte, die viel Strom benötigen.
Vor der ländlichen Elektrifizierungsbehörde waren 32-Volt-Gleichstrom und kleine Windturbinen an der Tagesordnung. Probieren Sie Wincharger ™ für eine Marke.
Lange Hochspannungs-Wechselstromleitungen weisen erhebliche Verluste auf, möglicherweise aufgrund der Kapazität sowie des Widerstands. Hochspannungs-Gleichstromleitungen weisen jedoch viel geringere Verluste auf. Obwohl Frankreich eine wegweisende HGÜ-Verbindung mit isolierten Generatoren und Motoren in Serie hatte, dauerte es eine Weile, wahrscheinlich Jahrzehnte, um insbesondere Wechselrichter zu entwickeln. Die zuverlässige Umwandlung eines Megavolt-Gleichstroms mit Hunderten von Megawatt in Wechselstrom ist nichts für Amateure!
Netzteil und verwandte Geschichte
Das ist wirklich eine Fehlbezeichnung. Sie sind wirklich Stromrichter . Die Stromversorgung erfolgt über die Generatoren des Versorgungsnetzes, die von Turbinen gedreht werden. In den frühen 1920er Jahren wurden alle Funkempfänger mit Batterien, A- Batterien (normalerweise Autobatterien, alle 6 V) und B- Batterien, nicht wiederaufladbar, 22½ V und ein Vielfaches davon, bis zu 135 V betrieben. Es gab Bavterien. aber anscheinend dauerte es die Hälfte der Ewigkeit. Diese Autobatterien waren lange älter als versiegelte / ventilgeregelte Typen, und verdünnte Schwefelsäure war für Fußböden und Teppiche im Wohnzimmer unfreundlich. Das Aufladen war ein Ärgernis. B-Batterien umfassten viele 1,5-V-Zink-Kohlenstoff-Zellen, und ihre Kosten waren nicht trivial.
Damals war die Stromversorgung von Haushalten weit verbreitet, und es bestand ein dringender Bedarf, Radios mit Haushaltsstrom zu betreiben. Zuerst haben Geräte zum Ersetzen von Batterien den Job gemacht, und afaik wurden solche "Netzteile" genannt, auch "Batterieentferner". Der Begriff erregte die Fantasie der Funkingenieure und wurde von da an für Wechselstrom- / Netz- / Gleichstromwandler verwendet.
Verwandte Hinweise:
Bevor 110 (120?) Volt in den USA zum Standard für Gleichstromversorgungen wurden, lag der frühe Gleichstrom zwischen 50 und 500 V. * Die erste weit verbreitete Anwendung für Elektromotoren waren Drehventilatoren, typischerweise Tischplatten. Für einige wurden Antriebsriemen verwendet. Antike Lüftersammler bewahren die frühe Geschichte der Elektromotoren. * Eine online reproduzierte Anzeige eines frühen Lüfterherstellers bot diesen Spannungsbereich an.
Die Gleichstromversorgung verschwand nicht schnell. In New York City wurden nach 1960 mindestens ein Hotelballsaal mit 110 V Gleichstrom versorgt. (DC-Aufzugsantriebe könnten auch heute noch vorhanden sein.) Die Audio Engineering Society veranstaltete Anfang der 1960er Jahre ihre jährliche Kongressausstellung im New Yorker Hotel. Als die Exponate zum ersten Mal aufgestellt wurden, schienen sie kurz nach dem Anschließen und Einschalten der Geräte tot zu sein, aber die Leistungstransformatoren und Motoren in ihnen waren überhitzt. Einige könnten schwer beschädigt worden sein. Das Einspeisen von Gleichstrom in ein Nur-Wechselstrom-Gerät löst anscheinend keine Leistungsschalter aus oder bläst Sicherungen durch.
Du hast es erraten! Steckdosen waren nicht als Gleichstrom gekennzeichnet und hatten die standardmäßigen gepaarten Steckplätze, die wir alle vor der Sicherheitserdung mit dem 3. Draht hatten.
Vor vielen Jahrzehnten war es üblich, Tester zu verwenden, um die Stromversorgung auf Wechselstrom oder Gleichstrom zu überprüfen. Unter solchen Testern befanden sich Polaritätstestpapiere, die mit etwas ionischem Salz behandelt worden waren. DC erzeugte eine Farbe an nur einem Draht. Die kleinen Neonröhrentypen mit angebrachten Kabeln waren und sind andere. Nur die negative Elektrode leuchtet.
Gleichzeitig wurden Geräte als OK für die Verwendung auf Wechselstrom oder Gleichstrom beworben. Bemerkenswert waren unter anderem die lauten Hochgeschwindigkeitsmotoren in Staubsaugern und kabelgebundenen Bohrmaschinen. Diese Motoren haben Kohlenstoff- "Bürsten", Kommutatoren und Rotoren, die mit Magnetdraht gewickelt sind. Grundsätzlich handelt es sich um Gleichstrommotoren mit laminierten Feldkernen und einem etwas breiteren Luftspalt um den Rotor. Auch Funkgeräte vor dem Zweiten Weltkrieg, insbesondere die allgegenwärtigen Fünf-Röhren-Funkgeräte, arbeiteten einwandfrei mit Gleichstrom - vertauschen Sie den Netzstecker, wenn sie an Gleichstrom anscheinend "tot" waren.
Die frühesten Motoren für Oberleitungswagen, alle Gleichstrom, verwendeten Kupferdrahtbürsten (Legierungen?), Um ihre Kommutatoren zu kontaktieren. Diese funktionierten einfach nicht, also nahmen Carbonblöcke ihre Plätze ein. Der ursprüngliche Name blieb erhalten.
Anscheinend waren viele Lichtschalter drehbar. Wenn Sie den Knopf drehen, wickeln Sie eine Feder auf, und nach einer Vierteldrehung entriegelt der Mechanismus plötzlich die Kontakte, um den Lichtbogen zu unterbrechen. (Keine Blowout-Magnete?) Versuchen Sie "Ark-Les" ™ für eine Marke. Vielleicht sagen wir deshalb "Licht ein- / ausschalten", obwohl Schreibtisch- und Tischleuchten mit Schalterfassungen manchmal Drehknöpfe haben.
Ältere Wandschalter für Raumbeleuchtung, der allgegenwärtige Auf- / Ab-Hebel, machten bei der Bedienung einen markanten Druckknopf. Das muss einfach gewesen sein, um Gleichstromlichtbögen zu brechen. Meine Wohnung. hat beide Arten
In Massachusetts mussten sich die Lichtschalter des Badezimmers vor der Zimmertür befinden. (Meine Wohnung wurde 1957 gebaut.) Anscheinend wurden Menschen durch einen Stromschlag getötet, vielleicht weil abnehmbare Abdeckungen für Drehschalter nicht immer getreu ersetzt wurden.
In der Tat hat sich die Geschichte des Stromschlagschutzes kontinuierlich verbessert. Ein recht früher elektrischer Ventilator hatte freiliegende Anschlüsse und oben große, lange Schmelzglieder ohne Abdeckungen.
Noch heute sind Lichtbogenfehlerunterbrecher für Heim- und Kleinbüroschaltungen selten (und ziemlich teuer). In der Industrie und in den Versorgungsunternehmen, in denen viel Strom verbraucht wird, ist Lichtbogenblitz eine ernsthafte Gefahr, die ernst genommen wird.
Vor einiger Zeit stieß ich auf eine Erklärung für die Löcher an den Enden unserer gewöhnlichen Netzkabelstecker der westlichen Hemisphäre. Frühe Wandauslässe hatten keine Eisenlegierungsfedern, wenig Zweifel wegen eventueller Korrosion. Nichteisenfederlegierungen der damaligen Zeit konnten und haben anscheinend die Beherrschung verloren, und die Stopfen fielen heraus! Grübchen in den Auslasskontakten griffen in die Löcher ein, um zumindest mit Ausfällen fertig zu werden, wenn kein guter Kontakt aufrechterhalten wurde.
Wirklich frühe Elektrogeräte hatten Netzkabel, die mit Außengewinden endeten, genau wie bei unseren Glühbirnen.
Wenn diese Ablenkungen schlechte Manieren sind, entschuldige ich mich!