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
Hoe vaak moet je een wasbaar dekbed wassen?
© ID.nl
Huis

Hoe vaak moet je een wasbaar dekbed wassen?

Een wasbaar dekbed klinkt ideaal: nooit meer worstelen met een overtrek, gewoon alles in één keer in de wasmachine. Maar hoe vaak moet dat eigenlijk gebeuren? Elke week, of is dat overdreven? Het antwoord hangt af van een aantal factoren. In dit artikel lees je er meer over.

Lees ook: Wasbaar dekbed: handig of juist niet?

Bij een traditioneel dekbed vangt de losse hoes het meeste zweet en andere viezigheid op, maar bij een wasbaar dekbed vormt de buitenlaag (de tijk) samen met de vulling één geheel. Daardoor kan vuil dat normaal in de overtrek blijft sneller in het dekbed zelf trekken, wat regelmatig wassen extra belangrijk maakt.

Tegelijk is dat precies waarom zo’n dekbed in de praktijk vaak juist hygiënischer is: je doet telkens het hele dekbed, inclusief vulling, in de was. Heb je een traditioneel dekbed met een aparte hoes, dan was je die dekbedhoes waarschijnlijk eens per week of twee weken. Het dekbed zelf was je waarschijnlijk een stuk minder vaak. Dus per saldo is een dekbed zonder overtrek dus hygiënischer. Mits je het dus regelmatig wast…

Hoe vaak is regelmatig wassen?

Voor de meeste mensen volstaat het om dit dekbed eens in de één à twee weken in de wasmachine te stoppen. Slaap je in je eentje en zweet je weinig, dan kun je die twee weken aanhouden. Heb je het snel warm, deel je het bed met iemand (of een huisdier) of heb je last van allergieën, dan is wekelijks wassen beter. Zo blijft niet alleen de buitenkant schoon, maar ook de binnenkant van het dekbed.

Het is wel belangrijk dat je dat wassen op de juiste manier doet. Wasbare dekbedden kunnen best wat hebben, maar te veel draaien in de trommel kan de vezels beschadigen. Gebruik daarom een mild vloeibaar wasmiddel en sla de wasverzachter over. Zorg ook dat het dekbed genoeg ruimte heeft in de machine. Wanneer je echt moet proppen om hem erin te krijgen, schuurt de stof tegen de trommelwand en slijt het sneller.

©ID.nl

Wanneer moet je een dekbed zonder losse hoes vaker wassen?

Soms is een extra wasbeurt nodig. Ben je ziek geweest of heb je koorts gehad? Na ziekte of koorts is het verstandig het dekbed meteen te wassen op minimaal 40 graden. Kijk op het etiket om te zien of je misschien zelfs op 60 graden kunt wassen. Eet je weleens in bed en mors je koffie, thee of iets anders? Of heb je een bloedneus of een wondje? Ook dan is een extra wasbeurt geen overbodige luxe. Tot slot is het voor jezelf prettig om het dekbed in de zomer echt minimaal 1x per week te wassen. Je zweet dan nu eenmaal meer, en de nachten kunnen broeierig zijn.

Waarom je beter geen wasverzachter kunt gebruiken

De vulling van de meeste moderne wasbare dekbedden bestaat uit gesiliconiseerde holle vezels. Deze vezels hebben van nature een gladde siliconenlaag waardoor ze soepel langs elkaar heen glijden. Dit zorgt voor de luchtigheid van het dekbed. Wasverzachter brengt een wasachtig, vettig laagje aan op deze vezels. In plaats van dat de vezels langs elkaar glijden, worden ze juist een beetje plakkerig. Zodra de vezels aan elkaar kleven, verdwijnt de lucht tussen de vezels en daarmee ook de veerkracht en de warmte-isolatie van het dekbed. Het voelt dus klonterig aan. Ook verstopt de vette laag van de wasverzachter de holle ruimtes in en tussen de vezels. Hierdoor kan het dekbed minder goed vocht en warmte reguleren. Je dekbed ademt daardoor minder goed.

Wasbaar dekbed drogen

Wil je een traditioneel dekbed drogen, dan duurt dat vaak uren. Maar omdat de vulling van wasbare dekbedden bestaat uit synthetische holle vezels, is de droogtijd een stuk korter. Kijk wel goed op het wasetiket hoe heet de droger mag staan; je kunt een iets langer programma kiezen op een lagere temperatuur dan een superkort programma dat eigenlijk te heet staat. Dat is voor een synthetische vulling niet goed.

Wasbaar dekbed? 1x per week of twee weken in de was!

Zoals je ziet valt het onderhoud eigenlijk reuze mee. Door een wasbaar dekbed wekelijks of om de week te wassen en goed te laten drogen, blijft je bed schoon en fris. Vaker is alleen in een enkel uitzonderingsgeval nodig. Al met al is het dus niet zo veel werk als je misschien denkt!

▼ Volgende artikel
Clair Obscur: Expedition 33-makers geridderd in Frankrijk
Huis

Clair Obscur: Expedition 33-makers geridderd in Frankrijk

De werknemers van Sandfall Interactive, de ontwikkelaar van de vorig jaar uitgekomen game Clair Obscur: Expedition 33, zijn geridderd in Frankrijk.

De 28 Franse ontwikkelaars hebben afgelopen week de hoogst mogelijk culturele onderscheiding in Frankrijk ontvangen. Het gaat om de Orde van Kunst en Letteren. Dit vanwege hun werk aan Clair Obscur: Expedition 33.

De Franse minister van Cultuur, Rachida Dati, ridderde de werknemers. In Frankrijk worden elk jaar maximaal tweehonderd mensen geridderd voor de Orde van Kunst en Letteren. Mensen die geridderd worden moeten een significante bijdrage hebben geleverd aan de verrijking van de culturele erfgoed van het land. Eerdere mensen uit de game-industrie die ook zijn geridderd in Frankrijk, zijn Rayman-bedenker Michel Ancel en Mario-bedenker Shigeru Miyamoto.

Over Clair Obscur: Expedition 33

Clair Obscur: Expedition 33 kwam afgelopen voorjaar uit voor PlayStation 5, Xbox Series-consoles en pc. De game van Sandfall Interactive combineert traditionele turn-based rpg-gameplay met een flitsende, moderne presentatie.

In de game leeft de mensheid in een maatschappij waarin een entiteit genaamd de Paintress elk jaar de wereld opnieuw schildert. Daarbij plaatst ze een vervloekt cijfer, waardoor iedereen die de leeftijd heeft gelijk aan dat cijfer verdwijnt. In de game is het de beurt aan drieëndertigjarigen, maar een team geleid door Gustave probeert dit tegen te gaan.

Clair Obscur: Expedition 33 bleek een groot succes: het spel werd miljoenen keren verkocht en won de award voor game van het jaar tijdens The Game Awards eind vorig jaar. Dat is des te indrukwekkender wetende dat het om de debuutgame van Sandfall Interactive gaat.

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.