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News - Forschung und Entwicklung vom 12/04/2010

Warum funkt es so geräuschvoll

Schaltnetzeile sanft einschalten

Nicht nur Netzteile mit 50 Hz Transformatoren sondern auch so genannte Schaltnetzteile verursachen große Einschaltstromstöße, welche die Absicherung auslösen können.

Nicht nur Netzteile mit 50 Hz Transformatoren sondern auch so genannte Schaltnetzteile verursachen große Einschaltstromstöße, welche die Absicherung auslösen können. Oft werden mehrere Schaltnetzteile über den Kippschalter in einer Steckdosenleiste miteinander eingeschaltet, was den Einschalt-Stromstoß noch vergrößert. Der dabei entstehende Einschaltstromstoss führt dabei nicht selten zum Auslösen der Steckdosen Absicherung die meistens mit einem 16A B-Leitungsschalter ausgerüstet ist. Besonders der Kippschalter in der Steckdosenleiste wird von dem kapazitiven Einschaltstromstoß arg gestresst und geht schon nach wenigen 1000 Schaltungen mit verbrannten Kontakten defekt.

Obwohl Schaltnetzteile meistens eine eigene Einschaltstromdämpfung eingebaut haben, die einen allzu großen Einschaltstrom verhindern soll, tritt dieses Phänomen immer dann auf wenn mehrere Netzteile miteinander eingeschaltet werden, weil sich dann die gleichzeitig auftretenden Einschaltströme addieren. Auch Schaltnetzteile mit eingebauter Leistungsfaktor Korrektur *1, welche dafür sorgt, dass der aufgenommene Netzstrom sinusförmig verläuft, zeigen beim Einschalten einen Einschaltstromstoß mit hoher Amplitude. Die Leistungsfaktor Korrektur arbeitet nämlich erst im eingeschwungenen Zustand, also kurz nach dem Einschalten.
Aber auch Schaltnetzteile ohne Leistungsfaktor Korrektur erzeugen beim Einschalten hohe Einschaltstromspitzen. Schuld am Einschaltstromstoß ist der Siebkondensator nach dem Eingangsgleichrichter eines jeden Schaltnetzteils, der die gleichgerichtete und wellige Eingangsspannung glätten muss. Er wird beim Einschalten, vor allem wenn das zufällig im Scheitel der sinusförmigen Netzspannung stattfindet, über den Schalter schlagartig mit der hohen Netzspannung verbunden, was unweigerlich einen großen Strom in den noch leeren Sieb-Kondensator verursacht. Dieser Strom fließt jedoch nur für die kurze Zeit von bis zu einer Millisekunde, was jedoch zum ungewollten, flinken Auslösen der Absicherung genügt. Jeder Schaltvorgang mit einem mechanischen Schalter lässt die Kontakte für kurze Zeit nach dem ersten Berühren wieder abheben. Das wird in der Fachsprache mit Schalterprellen bezeichnet. Wenn nun beim sich Öffnen der Kontakte ein großer Strom fließt, dann ist der entstehende Lichtbogen besonders energiereich und führt damit zum starken Abbrand der Kontaktpaare.

Wenn man zwischen dem Einschalter und den Steckdosen der Steckerleiste eine separate Einschaltstromdämpfung ein- oder anbaut, bringt das eine einfache und wirkungsvolle Abhilfe. Einfache Einschaltstromdämpfungen, die aus einem Heißleiter oder anderen Vorwiderständen bestehen, sind jedoch nicht kurzschlussfest und nicht wirksam bei wiederholtem Einschalten. Wird dagegen als Einschaltstromdämpfung eine lastunabhängig arbeitende und sogar kurzschlussfeste, elektronische Einschaltstromdämpfung verwendet, lässt sich das Sicherungsauslösen beim Einschalten solcher Schaltnetzteile sicher vermeiden. Ein Trafoschaltrelais, TSRL 22100110, welches mit der Option langsames Andimmen ausgerüstet ist, eignet sich gleichwohl zum sanften Einschalten von Transformatorenlasten oder Schaltnetzteilen.