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
Waar voor je geld: 5 scheerapparaten met roterende koppen voor minder dan 65 euro
© ID.nl
Gezond leven

Waar voor je geld: 5 scheerapparaten met roterende koppen voor minder dan 65 euro

Op zoek naar een nieuw scheerapparaat? Op Kieskeurig.nl vind een groot assortiment. Wij bekeken scheerapparaten met roterende koppen met een prijs van onder de 65 euro. De meeste modellen zijn zowel nat als droog te gebruiken en het merendeel van de door ons gevonden scheerapparaten hebben een reviewscore van 7,5 en hoger.

Philips Shaver 3000 Series S3143/00

De Philips Shaver 3000 Series S3143/00 wordt op Kieskeurig.nl aangeboden als elektrisch scheerapparaat voor nat en droog scheren, met roterende scheerkoppen. Het apparaat heeft een opgegeven batterijduur van 60 minuten, maar heeft even lang nodig om volledig op te laden. Het apparaat is afspoelbaar en bedoeld om ook onder de kraan te reinigen.

De messen van dit scheerapparaat zijn zelfslijpend. De Philips Shaver 3000 wordt goed beoordeeld op Kieskeurig.nl: bij dit product staat een gemiddelde score van 9,0, gebaseerd op 56 reviews van gebruikers.

Remington XR1600

Bij de Remington XR1600 zie je meteen dat het om een roterend elektrisch scheerapparaat gaat met een ingestelde minimale haarlengte van 0,02 cm (0,2 mm). De kop werkt met vijf ringen/mesjes en is bedoeld voor heel kort scheren, bijvoorbeeld hoofdhaar of een heel korte stoppel. De voeding loopt via een oplaadbare batterij; bij een volle lading geeft de fabrikant een gebruiksduur van 60 minuten op.

Laden gebeurt in ongeveer een uur via de meegeleverde lader. Dit scheerapparaat kun je nat en droog gebruiken. De XR1600 heeft een geïntegreerde trimmersetfunctie en een minimale verstelbare lengte die gelijk is aan de kortste stand. In de reviewsectie op Kieskeurig.nl wordt een gemiddelde gebruikersscore van 8,2 op basis van zes reviews genoemd.

Remington Style Series R3

Dit model uit de Style Series R3-lijn heeft een scheerunit dat vast is gemonteerd en ontworpen is voor droog scheren. De opgegeven accuduur bedraagt 40 minuten, met een opvallend lange laadtijd van ongeveer 4 uur via netstroom.

Deze Remington is afspoelbaar onder de kraan en is voorzien van een geïntegreerde precisietrimmer voor het bijwerken van randen. op Kieskeurig.nl krijgt de Remington Style Series R3 een gemiddelde gebruikersscore van 7,5 op basis van 14 reviews.

Philips Shaver Series 1000 S1142/00

De Philips Shaver Series 1000 S1142/00 is een model in de lagere nummerreeks van Philips en is eigenlijk een scheerkit. De batterijduur van deze shaver is rond de 40 minuten, maar heeft maar liefst 8 uur nodig om volledig opgeladen te worden.

De kop is opgebouwd uit drie ringen. Het scheerapparaat is onder de kraan af te spoelen en dus ook geschikt voor nat scheren; bij de accessoires vinden we een extra beschermkapje

Remington PR1350 PowerSeries Plus

Bij de Remington PR1350 gaat het om een PowerSeries-model met drie roterende scheerringen. In de productspecificaties op Kieskeurig.nl staat dat dit een draadloos te gebruiken elektrisch scheerapparaat is voor droog scheren, met een opgegeven accuduur van 40 minuten en een laadtijd van ongeveer 4 uur. Er zit een geïntegreerde precisietrimmer op.

De shaver is verder waterdicht, waardoor je de kop onder de kraan kunt reinigen. In de productinformatie is verder opgenomen dat het apparaat op een ingebouwde accu/netstroom werkt en dat er een gebruikshandleiding wordt meegeleverd. Op de reviewpagina van Kieskeurig.nl staat een gemiddelde beoordeling van 8,5, gebaseerd op 61 goedgekeurde reviews.

▼ Volgende artikel
Coöpgame Horizon Hunters Gathering van Guerrilla Games onthuld
Huis

Coöpgame Horizon Hunters Gathering van Guerrilla Games onthuld

Guerrilla Games en Sony hebben vanmiddag de coöperatieve actiegame Horizon Hunters Gathering aangekondigd, een nieuwe game binnen de Horizon-reeks.

Het spel, dat op een nog onbekend moment op PlayStation 5 en pc uitkomt, was enkele jaren geleden al deels gelekt. Toen was al bekend dat de game een speelser uiterlijk zou krijgen dan de wat volwassener vormgegeven Horizon-hoofddelen.

Op PlayStation Blog wordt gemeld dat spelers met z'n drieën een team kunnen vormen en als Hunters de wereld kunnen beschermen van dodelijke machines. De setting blijft daarbij gelijk aan eerdere games uit de reeks van de Amsterdamse ontwikkelaar. Het is daarnaast ook mogelijk om de game alleen te spelen, of om een team met computergestuurde personages samen te stellen.

Verschillende modi en Hunters

Er zijn twee verschillende modi onthuld. In Machine Incursion is het de bedoeling dat spelers het opnemen tegen golven aan machines, gevolgd door een eindbaas, terwijl Cauldron Descent langere potjes omslaat met constant veranderende ruimtes die het uiterste van spelers vragen.

Watch on YouTube

Spelers kunnen kiezen uit een uniek aantal Hunters, elk met hun eigen speelstijl, zoals mêlee of van een afstand aanvallen. Tussen missies waarbij er gejaagd wordt op machines door kan men socializen in de Hunters Gathering, waar men ook hun personages kan aanpassen, aankopen kan doen en gear kan upgraden.

Aankomende februari wordt een kleinschalige speeltest gehouden, waarvoor mensen zich kunnen aanmelden via het PlayStation Beta Program. In deze test zal het overigens alleen mogelijk zijn om in teamverband te spelen. Een releasedatum voor de uiteindelijke versie van het spel is nog niet bekend.

Over de Horizon-reeks

Horizon Zero Dawn verscheen in 2017 en is zoals gezegd ontwikkeld door het in Amsterdam gevestigde Guerrilla Games. Sindsdien is ook vervolg Horizon Forbidden West uitgekomen, alsmede vr-spel Horizon: Call of the Mountain en Lego Horizon Adventures. Voor het origineel is ook een remaster op de PS5 en pc verschenen.

Ondertussen werkt NCSoft in samenwerking met Sony ook aan Horizon Steel Frontiers, een mmorpg gebaseerd op de franchise die op een nog onbekend moment naar pc, iOS en Android komt.

Nieuw op ID: het complete plaatje

Misschien valt het je op dat er vanaf nu ook berichten over games, films en series op onze site verschijnen. Dat is een bewuste stap. Wij geloven dat technologie niet stopt bij hardware; het gaat uiteindelijk om wat je ermee beleeft. Daarom combineren we onze expertise in tech nu met het laatste nieuws over entertainment. Dat doen we met de gezichten die mensen kennen van Power Unlimited, dé experts op het gebied van gaming en streaming. Zo helpen we je niet alleen aan de beste tv, smartphone of laptop, maar vertellen we je ook direct wat je erop moet kijken of spelen. Je vindt hier dus voortaan de ideale mix van hardware én content.