ID.nl logo
Schakelende voedingen: efficiëntie op de vierkante centimeter
© Reshift Digital
Huis

Schakelende voedingen: efficiëntie op de vierkante centimeter

Tot zo’n beetje halverwege de jaren tachtig van de vorige eeuw was voor thuisgebruik eigenlijk alleen de klassieke netvoeding beschikbaar. Met de opkomst van de pc en later ook mobiele apparaten veranderde dat razendsnel. Schakelende voedingen zijn nu de norm. Maar waarom?

Eerst een stukje theorie wat netvoedingen betreft. Standaard werkt het overgrote deel van de kleine elektronica in huis niet op de 230 Volt netspanning; een wisselspanning met een frequentie van 50 Hz. Het gaat altijd om (veel) lagere gelijkspanningen. Vanaf een paar Volt zelfs. Om van die netspanning een veilige laagspanning te maken is in ieder geval een transformator nodig. Niet alleen brengt deze de spanning omlaag, maar zorgt ook voor een galvanische (ofwel elektrische) scheiding tussen de levensgevaarlijke netspanning en de gewenste laagspanning. Een transformator bestaat in z’n eenvoudigste vorm uit twee spoelen waarin een ijzerpakket is gebouwd. Aan de primaire kant wordt de netspanning aangesloten. Doordat deze spoel een magneetveld opwekt, werkt de andere – secundaire - spoel als een soort van dynamo. Ofwel: deze wekt spanning op. De hoogte van de spanning is afhankelijk van de verhouding tussen de wikkelingen van de primaire en secundaire spoel. Stel je hebt een primaire spoel met 3000 wikkelingen en een secundaire met 300. Dan is de verhouding 3000 : 300, ofwel de spanning wordt met een factor 10 verlaagd: 230 / 10 = 23 Volt. Met een beetje simpel rekenwerk kun je zo allerlei spanningen realiseren. Overigens: omhoog transformeren kan óók, maar zie je tegenwoordig niet heel veel meer in apparatuur voor thuis. Vroeger, in de tijd van de buizenradio en beeldbuis-tv was dat omhoog transformeren veel meer gemeengoed.

Gelijkrichten en afvlakken

We zijn er nog niet. We hebben nu een keurige laagspanning. Echter: het betreft hier een wisselspanning met een frequentie van 50 Hz. Dat is hoe de netspanning op de primaire spoel wordt aangeleverd (een transformator werkt alleen met wisselspanning!). Het overgrote deel van de elektronische apparatuur vereist gelijkspanning. Kortom: de wisselspanning moet gelijkgericht worden. Dat kan eenvoudig met een zogeheten bruggelijkrichter, bestaande uit een viertal diode’s (vaak in één elektronisch onderdeel samengebouwd). Is die klus geklaard, dan hébben we weliswaar een gelijkspanning, maar wel een heel bobbelige, bestaande uit halve sinusvormige spanningspulsen. Om daar een mooie, vlakke gelijkspanning van te maken wordt een condensator over de gelijkrichter heen geplaatst. Deze condensator houdt lading (kort) vast, zie het maar als een soort van batterij met een heel korte laad- en ontlaadtijd. Het resultaat: een netjes afgevlakte gelijkspanning. Vervolgens volgt veelal nog een elektronische schakeling die de spanning precies op de gewenste uitgangsspanning houdt, bijvoorbeeld 5 Volt. Ziedaar: het aloude principe van de lineaire voeding.

Meer vermogen, grotere transformatoren

An sich werkt die truc prima en was dan ook decennialang dé standaard voor het beschikbaar maken van laagspanningen voor elektronische apparaten. Nadelen zijn er ook. Ten eerste groeien transformatoren snel al naar gelang er meer vermogen nodig is. Een standaard pc ‘trekt’ al gauw 600 Watt of meer, verdeeld over diverse uitgangsspanningen. Dat zou een enorme en loodzware transformator opleveren. Ook de condensatoren na de gelijkrichter zouden gigantische capaciteiten (en dus afmetingen) moeten hebben. Dergelijke voedingen zag je vroeger wel eens in een mainframe-computer. Veelal was het dan een aparte, zware kast met daarin een grote transformator en een arsenaal aan grote condensatoren. Een laatste nadeel van lineaire voedingen is, dat de efficiëntie te wensen over laat. Veel gaat verloren in de vorm van warmte.

©PXimport

Frequentie omhoog

Nu is het zo, dat transformatoren efficiënter worden al naar gelang de frequentie stijgt. Kortom: als je de frequentie verhoogt alvorens de wisselspanning de transformator in gaat biedt dat voordelen. Gangbaar voor dit soort schakelende voedingen is een frequentie ergens tussen de 20 kHz en 2 MHz. Om een wisselspanning met die frequentie te realiseren, wordt eerst de netspanning direct gelijkgericht. De hoge resulterende spanning wordt door een oscillator gebruikt om een wisselspanning met een frequentie van ergens tussen die genoemde 20 kHz en 2 MHz op te wekken. Die wisselspanning gaat vervolgens een transformator – met nu lekker bescheiden afmetingen – in. Daarna wordt de zaak (weer) gelijkgericht en afgevlakt. Dankzij de hoge frequentie van de wisselspanning is nu maar een relatief bescheiden condensator nodig. Vaak zie je verder dat de oscillator voor de transformator via het spanningsstabilisatiecircuit wordt aangestuurd. Het levert een ongelooflijk efficiënt geheel op meet een hoog rendement. Mits goed uitgevoerd.

Veiligheid

In dat laatste zinnetje hierboven zit ‘m de kern van het probleem. Je hebt vast al gemerkt dat je een schakelende voeding (in de vorm van bijvoorbeeld een telefoonlader) voor een paar Euro op eBay, bij AliBaba of de Action kunt kopen. Terwijl een merklader van bijvoorbeeld Apple, Samsung of Sony beduidend meer kost. Dat heeft alles te maken met kwaliteit en veiligheid. Bij de ultragoedkope adapters is veelal alleen de allernoodzakelijkste elektronica ingezet om een min of meer stabiele uitgangsspanning te realiseren. Vaak is bezuinigd op filters, met als gevolg dat die goedkope adapters verschrikkelijk storen op bijvoorbeeld aangesloten apparatuur, maar ook radio’s en dergelijke in de omgeving. Ernstiger is, dat de gemiddelde Chinese wegwerp-fabrikant het onderwerp veiligheid vaak volledig negeert. En dat bijvoorbeeld geen of niet voldoende scheiding is aangebracht tussen onderdelen die hoog- en laagspanning voeren. Met telkens weer trieste verhalen tot gevolg. Elektrocutie in de badkamer komt nog altijd te vaak voor. Daar zal je geen last van hebben met een correct, veilig en gecertificeerd opgebouwde adapter. Maar een goedkope Chinees kan zomaar de volle netspanning op een van de pinnen van je laadplug hebben staan. Merk je niks van, totdat je én je ladende telefoon én een geaard onderdeel in huis (verwarming, kraan, vol bad) aanraakt. Of je ladende mobiel in het bad laat vallen. Dan gaat het ineens gruwelijk mis.

©PXimport

Goedkoop is duurkoop

Ook zijn de supergoedkope laders vaak ondergedimensioneerd. Hetgeen betekent dat ze ofwel snel warm worden, ofwel een korte levensduur hebben (of allebei). Goedkoop is duurkoop, geldt ook nu maar weer eens. Ja, een merklader is duurder. Maar ook significant veiliger in alle opzichten. Betaal liever twee of drie tientjes voor een veilige lader die de rest van je leven meegaat (de USB-exemplaren zijn voor van alles en nog wat te gebruiken!) dan voor een el cheapo lader van onduidelijke herkomst. Tenzij je van spelletjes als Russisch Roulette houdt.

En die ‘oude’ netvoeding?

Is die klassieke netvoeding nu helemaal verleden tijd? Nee, want dat ding heeft ook zo z’n specifieke voordelen. Een nadeel van schakelende voedingen is dat ze (hoogfrequent) ruis introduceren. Dat stoort op bijvoorbeeld hifi-apparatuur en allerhande andere meer gevoelige elektronica. Nu is die ruis wel weg te filteren, maar dat vergt weer extra elektronica. En op een gegeven moment bereik je een omslagpunt waarbij dat economisch niet meer lonend is. Vandaar dat je in die genoemde hifi-apparatuur nog heel vaak klassieke, niet-schakelende voedingen aantreft. De uitgangsspanning van een dergelijke voeding is – mits goed ontworpen natuurlijk – vrij van HF-ruis en andere hoogfrequente storingen. Voor heel specifieke toepassingen blijft die ‘oude’ voeding dus nog gewoon in gebruik.

©Aleksandr Stepanov

▼ Volgende artikel
In drie stappen je eigen video als screensaver: zo doe je dat
© ID.nl
Huis

In drie stappen je eigen video als screensaver: zo doe je dat

De tijd dat een screensaver nodig was om je computerscherm te beschermen tegen inbranden, ligt ver achter ons. Vandaag is een screensaver vooral een manier om je computer een persoonlijk tintje te geven. Met een eenvoudige tool verander je je vakantiefilmpjes of familievideo's in een levendige screensaver die je scherm vult zodra de pc even pauze neemt.

Wat gaan we doen

We laten zien hoe je met PUSH Video Wallpaper een video omzet in een screensaver. Je kiest geschikte fragmenten, stelt een afspeellijst samen en activeert de screensaver in Windows. Daarna zie je precies hoe je de tool zo instelt dat hij alleen in ruststand draait.

Lees ook: Zo maak je je eigen AI-video met Bing Video Creator

Stap 1: Download PUSH VideoWallpaper

Voordat je een video als bureaubladachtergrond instelt, is het verstandig om eerst na te denken over de juiste clips. Voor een opvallend en toch rustig effect werkt een korte video die in een lus draait meestal het best. Met PUSH Video Wallpaper kun je bovendien een afspeellijst maken zodat meerdere clips elkaar automatisch opvolgen. Deze Windows-app is eenvoudig in gebruik en levert de beste resultaten. Je kunt video's afspelen vanaf de harde schijf, maar ook geanimeerde gifs en zelfs YouTube-fragmenten zijn mogelijk. Het programma is niet gratis: een licentie voor persoonlijk gebruik kost 9,95 euro en een thuislicentie voor vijf pc's 14,95 euro. Er is wel een gratis proefversie, waarbij alleen een klein watermerk rechtsonder zichtbaar is.

De eerste stap is het downloaden van PUSH Video Wallpaper (26 MB). Na het binnenhalen installeer je de tool met het bestand VideoWallpaper_setup.exe. Aan het einde van de installatie verschijnt een pop-up met de vraag of je PUSH Video Wallpaper meteen wilt starten en of je de app ook als schermbeveiliging wilt instellen. Vink beide opties aan en klik op Voltooien.

Selecteer zeker de optie Instellen als schermbeveiliging.

Stap 2: Instellingen

Via het pictogram in het systeemvak kun je met de rechtermuisknop de instellingen openen. Klik bovenaan op het kleine voorbeeldscherm om een afspeellijst samen te stellen. Er staan standaard enkele voorbeeldvideo's klaar. Verwijder die en voeg je eigen filmpjes toe die je als screensaver wilt gebruiken. Ga vervolgens terug naar het tandwieltje en schakel de optie Start with Windows uit. Klik ten slotte op Instellen als schermbeveiliging. De ontwikkelaar gaat ervan uit dat je de tool gebruikt als video-wallpaper. De screensaverfunctie is eigenlijk een extraatje. Door het automatisch opstarten uit te schakelen, gebruik je de app uitsluitend als screensaver en niet als dynamische bureaubladachtergrond.

Voeg de filmpjes toe aan de afspeellijst.

Stap 3: Als schermbeveiliger instellen

Herstart de pc en ga naar Instellingen / Persoonlijke instellingen / Vergrendelingsscherm / Schermbeveiliging. Hier kun je dan PUSH Video Screen Saver selecteren voor schermbeveiliging.

In de Persoonlijke instellingen selecteer je PUSH Video Wallpaper als schermbeveiliger.

Je video's naar een hoger niveau tillen?

Misschien is een vlogcamera iets voor jou!
▼ Volgende artikel
Waar voor je geld: vijf 65-inch televisies voor ieder budget
Huis

Waar voor je geld: vijf 65-inch televisies voor ieder budget

In de rubriek Waar voor je geld gaan we op zoek naar leuke aanbiedingen of producten met bijzondere eigenschappen. Dit keer hebben we een selectie van vijf 65-inch televisies voor je, met uiteenlopende prijzen van zo'n 800 tot 1.600 euro, voor ieder budget dus.

LG OLED65C46LA

Met de LG OLED65C46LA haal jij een televisie in huis die een groot 65‑inch scherm combineert met de uitstekende contrasten van OLED. Elke pixel kan individueel oplichten of uitstaan, zodat zwarte beelden echt donker worden en er geen achtergrondverlichting nodig is. In de praktijk levert dat scherp beeld en een prettige kijkhoek op, waardoor je zelfs vanuit de hoek van je woonkamer naar films of series kunt kijken. De 4K‑resolutie (3.840 × 2.160 pixels) zorgt ervoor dat ondertitels en fijne details bij natuurdocumentaires of sportwedstrijden scherp blijven.

Dankzij het 120 Hz‑paneel worden snelle bewegingen vloeiend weergegeven, wat vooral bij games of sport handig is. De tv draait op LG’s WebOS‑systeem; daarmee kun je eenvoudig navigeren tussen apps zoals Netflix, Disney+ en YouTube. Vier HDMI 2.1‑poorten bieden ruimte voor gameconsoles en randapparatuur. Ook beschikt de tv over eARC voor het doorgeven van geluid naar een externe soundbar.

De optimale kijkafstand

De juiste kijkafstand voor je televisie is belangrijk voor optimaal kijkcomfort en beeldkwaliteit. Een algemene vuistregel is dat je afstand ongeveer 2–3 keer de schermdiagonaal moet zijn. Zit je te dicht, dan worden scherpe details lastig te zien; te ver weg en je mist details.

Voor een 65-inch tv geldt dat de optimale kijkafstand dan ongeveer vier meter is. Het is dus niet heel logisch om te kiezen voor een grote televisie als de afstand vanaf de bank tot de plek waar de televisie staat, minder dan vier meter is.

Je kunt in zo'n geval ook kiezen voor een 43-inch of 55-inch televisie.

Samsung QE65Q73D

Als je graag een groot scherm wilt met levendige kleuren, dan is de Samsung QE65Q73D een model om naar te kijken. Deze QLED‑televisie heeft eveneens een schermdiagonaal van 165 centimeter, maar maakt gebruik van een Quantum‑Dot laag om licht om te zetten in een breed kleurvolume. Hierdoor zijn kleuren uit films, series of games aanwezig zonder dat je zelf iets hoeft bij te stellen. Met een verversingssnelheid van 100 Hz worden bewegingen soepel weergegeven en dankzij de Motion Xcelerator 120 Hz‑functie profiteer je bij gameconsoles die hogere verversingsfrequenties ondersteunen.

De 4K AI‑upscaler in Samsungs Quantum‑processor schaalt beelden op tot de volledige Ultra‑HD‑resolutie, zodat je oudere HD‑films scherper ervaart. Het besturingssysteem Tizen biedt toegang tot apps en streamingdiensten en je kunt via SmartThings andere

slimme apparaten bedienen. Er zijn vier HDMI‑poorten en wifi aan boord en energieklasse E geeft aan dat het verbruik gemiddeld is voor een groot QLED‑scherm.

LG OLED65G45LW

De LG OLED65G45LW uit 2024 is een zogeheten Gallery‑model, bedoeld om strak tegen de muur te hangen. Het scherm is slechts enkele centimeters dik, zodat het toestel in je interieur opgaat. Binnenin zit een OLED evo‑paneel met 4K‑resolutie, waardoor elk beeldpunt individueel wordt aangestuurd en kleurenkrachtig zijn. De televisie ondersteunt een verversingssnelheid van 120 Hz en biedt daardoor vloeiende beelden bij sport of snel bewegende films.

Via vier HDMI‑2.1‑aansluitingen kun je gameconsoles aansluiten en profiteren van variabele refresh rates. WebOS 8 vormt de basis voor het smart‑platform; hiermee navigeer je door apps en diensten en kun je via spraakassistenten als Google Assistant of Amazon Alexa de tv bedienen. De set wordt geleverd met een wandbeugel, zodat hij strak tegen de muur bevestigd kan worden.

LG OLED65B42LA

In de B‑serie van LG vind je de OLED65B42LA, een toestel dat in 2024 op de markt kwam. Deze televisie biedt de voordelen van OLED – elk pixel kan apart aan of uit – maar in een iets betaalbaarder segment dan de G‑ of C‑series. Het 65‑inch scherm combineert een 4K‑resolutie met een verversingssnelheid van 120 Hz. Hierdoor zijn bewegingen bij games of sportprogramma’s soepel en blijven details scherp.

WebOS maakt het mogelijk om streamingapps en live‑tv makkelijk te combineren en je kunt de tv bedienen met de meegeleverde Magic Remote. De televisie heeft vier HDMI‑poorten voor randapparatuur en ondersteunt eARC voor lossless audiotransport naar een soundbar of receiver. Door het slanke ontwerp staat de tv op twee subtiele pootjes of kun je hem aan de muur hangen via een VESA‑beugel.

Sony XR‑65A80L

Sony’s XR‑65A80L combineert een 65‑inch OLED‑scherm met het Google TV‑platform. Hierdoor kun je eenvoudig door streamingapps scrollen en de tv koppelen aan je Google‑account. Het XR‑paneel gebruikt Sony’s Cognitive Processor XR, die beelden analyseert en optimaliseert voor contrast en kleur. Met een vernieuwingsfrequentie van 120 Hz en ondersteuning voor HDMI 2.1 zijn snelle games of films geen probleem; variabele refresh rates en Auto Low Latency worden ondersteund.

De luidsprekers zitten achter het scherm verwerkt zodat het geluid direct uit het beeld lijkt te komen; met ondersteuning voor Dolby Atmos sluit je ook eenvoudig een soundbar aan. Vier HDMI‑poorten, wifi en Bluetooth zorgen voor verbinding met randapparatuur, en via de ingebouwde microfoon kun je spraakopdrachten geven. Dankzij de ingebouwde standaard kun je de tv neerzetten of via VESA aan de muur hangen. Het 55-inch model van deze televisie is eerder door ID.nl getest.