Was ist ein AC-Adapter?

Auf dieser Seite erklaren wir unter dem Thema "Was ist ein AC-Adapter?" grundlegende Kenntnisse wie Pin-Typen und -Formen, Unterschiede bei Gehausen, die Geschichte und die Merkmale von AC-Adaptern aus der Sicht eines auf AC-Adapter spezialisierten Netzteilherstellers und auf leicht verstandliche Weise.

Genauer gesagt ist ein AC-Adapter ein elektronisches Gerat, das fur Produkte (Gerate) verwendet wird, die Strom benotigen. Er bezieht die erforderliche Leistung nicht direkt aus der Hauptstromquelle, sondern wandelt den von Kraftwerken gelieferten Netzstrom von Wechselstrom in Gleichstrom um oder verandert die Spannung. In Japan betragt die Spannung des Netzstroms 100 V bei einer Frequenz von 50 Hz bis 60 Hz.

Das Design der internen Schaltung eines AC-Adapters ist dem Schaltungsdesign eines eingebauten bzw. internen Netzteils sehr ahnlich.

• (Zur Erlauterung der Schaltung eines AC-Adapters siehe Wie funktioniert ein AC-Adapter?)
• (Zur Erlauterung der Rolle eines AC-Adapters siehe Welche Aufgabe hat ein AC-Adapter?)
• (Informationen zur moglichst langen Nutzung eines AC-Adapters finden Sie unter Verwendung und Wartung von AC-Adaptern)

Welche elektrischen Produkte (Geräte) benötigen ein AC-Adapter?

Geräte, die ein AC-Adapter benötigen, lassen sich grob in folgende Kategorien einteilen:

• Elektrische Produkte (Geräte) ohne eigene Stromquelle
• Batteriebetriebene elektrische Produkte (Geräte)

Durch das Einstecken des AC-Adapters in eine AC-Steckdose und das Anschließen an die Stromversorgung wird die Versorgung des elektrischen Produkte (Geräts) mit Energie sowie das Aufladen der Batterie ermöglicht.

Wie unten im Abschnitt [Zusammenfassung der Vorteile bei Verwendung eines AC-Adapters] näher erläutert wird, ist es durch die Nutzung eines AC-Adapters nicht erforderlich, ein internes Netzteil im Gerät selbst zu integrieren. Dadurch können Geräte, die entweder über das Stromnetz oder über eine Batterie betrieben werden, leichter transportiert werden.

Wenn außerdem dasselbe elektrische Produkte (Gerät) sowohl mit 100VAC oder 240VAC Netzspannung als auch mit Stromquellen in Fahrzeugen oder Flugzeugen betrieben werden soll, ist eine flexible Nutzung möglich, sofern ein entsprechender AC-Adapter bereitgestellt wird. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, elektrische Produkte herzustellen, die nur mit einer bestimmten Stromquelle verwendet werden können.

Darüber hinaus kann durch den Einsatz eines AC-Adapters die Sicherheit erhöht werden. Die Netzspannung von 100V oder 240V (in Japan 100V), die bei einem Stromschlag lebensgefährlich sein kann, wird in eine sichere Niederspannung umgewandelt, sodass das vom Benutzer verwendete Gerät mit einer niedrigen und sicheren Spannung versorgt wird.

Welche Arten und Formen von AC-Pins gibt es?

Es gibt klappbare AC-Pins sowie austauschbare AC-Pins, die den Standards verschiedener Länder weltweit entsprechen. Unser Unternehmen verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Lieferung von AC-Adaptern in zahlreiche Länder und kann AC-Pins entsprechend dem jeweiligen Bestimmungsland bereitstellen.

In der folgenden Tabelle stellen wir die wichtigsten Arten und Formen von AC-Pins vor.

Typ A

Japan, USA, Kanada, Mexiko, Teile Südamerikas wie Brasilien, Taiwan, China (Mittel- und Nordregion), Teile Thailands

Typ A ohne Loch im Pin (chinesischer Zertifizierungsstandard)

Runder 2-Pin

Europäische Länder sowie ehemalige europäische Kolonien, Südkorea, Vietnam, Kambodscha, Indonesien, Indien, Ägypten

Typ O

Ozeanien wie Australien und Neuseeland, Mittel- und Nordchina, Argentinien, Philippinen

Typ BF

Vereinigtes Königreich, Hongkong, Singapur, China, Malaysia

Was sind die Merkmale des AC-Adapter-Gehäuses?

Die Form des Adapters umfasst L-Form, gerade Form, Inlet-Typ und weitere Varianten. In den letzten Jahren sind verschiedene AC-Adapter-Formen erschienen, die auf das Design der jeweiligen Geräte abgestimmt sind.

Neben den oben genannten Formen führen wir auch AC-Adapter mit rundem Gehäuse in unserem Sortiment.

Die AC-Eingangsanschlüsse von Inlet-AC-Adaptern sind in drei Haupttypen unterteilt: der umgangssprachlich als "Schweinenase" bezeichnete IEC60320-C1, der als "Brillenform" bekannte IEC60320-C7 sowie die dreipoligen Typen IEC60325-C5 und IEC60320-C14.

Hinweise zur Auswahl eines AC-Adapters

So wählen Sie einen langlebigeren AC-Adapter

Allgemein wird gesagt, dass man einen AC-Adapter länger verwenden kann, wenn man ein Modell mit einer um 30% höheren Nennleistung wählt.

Wenn beispielsweise ein Gerät, das mit einem AC-Adapter betrieben wird, 60W Leistung benötigt, empfiehlt es sich, ein Modell mit einer Nennleistung von mindestens 75W zu wählen. Wird der Adapter langfristig im Grenzbereich der Nennleistung betrieben, kann dies die Lebensdauer möglicherweise nicht effektiv verlängern.

Auf die Betriebsumgebung achten

Bei der Auswahl sollten die Umgebungstemperatur des AC-Adapters sowie das Vorhandensein externer Kühlung berücksichtigt werden. Wenn der Adapter bei hoher Umgebungstemperatur betrieben wird oder besondere Bedingungen vorliegen, wenden Sie sich bitte an unseren Vertrieb Kontaktieren Sie uns.

Den richtigen DC-Stecker auswählen

Wird der DC-Stecker nicht korrekt ausgewählt, kann das Gerät möglicherweise nicht funktionieren oder es kann zu unerwarteten Unfällen kommen. Es ist notwendig, die Polarität des DC-Steckers wie Center-Plus oder Center-Minus sowie die EIAJ-Spannungsklassifizierung korrekt zu prüfen. Auch die Länge des DC-Kabels variiert.

Den Spitzenstrom des Geräts berücksichtigen

Für Geräte mit Motorantrieb wie zahnmedizinische Geräte, Drucker, Nähmaschinen, elektrische Rasierer oder Massagegeräte ist es erforderlich, einen Adapter unter Berücksichtigung des Spitzenstroms auszuwählen. UNIFIVE bietet AC-Adapter an, die einen Spitzenstrom vom 2-fachen der Nennleistung für 1 bis 10 Sekunden unterstützen.

Die Sicherheitsnormen des Produkte prüfen

Je nach Art des Geräts, das mit dem AC-Adapter betrieben wird, unterscheiden sich die erforderlichen Sicherheitsnormen und technischen Standards. Beispielsweise sind bei der Verwendung in medizinischen Geräten medizinische Normen einzuhalten, bei LED-Geräten hingegen Normen für Oberschwingungsströme. Zudem muss der AC-Adapter je nach Bestimmungsland den jeweiligen Sicherheitsnormen und technischen Standards entsprechen. Auch Effizienzstandards wie DoE, ErP und FCC müssen beachtet werden.

Geschichte des AC-Adapters

Teil 1: Entstehung linearer Netzteile und ihre Nachteile

Ursprünglich bezeichnete ein AC-Adapter ein lineares Netzteil (Dropper), das aus einem Transformator zur Umwandlung von Netzspannung in eine niedrigere Spannung, einem Gleichrichter zur Umwandlung in DC sowie einem Filter zur Glättung der pulsierenden Wellenform bestand. Dabei war der Einfluss von Ripple auf der Geräteseite relativ groß. Bei einer Nennleistung von mehr als 10W wurde jedoch ein großer Transformator benötigt, wodurch der Adapter selbst groß und schwer wurde. Dadurch entstand das Problem, dass er physisch nur schwer von einer Wandsteckdose getragen werden konnte.

Die Ausgangsspannung eines linearen AC-Adapters variiert in der Regel je nach Last. Für Geräte, die eine stabile Spannung benötigen, wurde der Schaltung ein linearer Spannungsregler hinzugefügt. Allerdings war der Wirkungsgrad nicht hoch und die Verluste waren groß, sodass selbst im Leerlauf Strom verbraucht wurde, der in Form von Wärme abgeführt wurde.

Teil 2: Einführung von Schaltnetzteilen

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurden zur Überwindung der oben genannten Nachteile linearer Netzteile Schaltnetzteile, sogenannte SMPS (Switch Mode Power Supply), zum Mainstream.

Bei einem Schaltnetzteil wird die Eingangs-AC-Spannung direkt mit einem Diodenbrückengleichrichter gleichgerichtet und nach der Glättung mit einem Aluminium-Elektrolytkondensator durch schnelles Ein- und Ausschalten von Schaltelementen an die Sekundärseite übertragen. Diese hohe Schaltfrequenz ermöglicht kleinere Transformatoren und reduziert die Verluste im Vergleich zu linearen Netzteilen. Zudem lassen sich hochfrequente Ripple-Anteile leicht entfernen. Daher sind Schaltregler wesentlich effizienter als lineare Regler und ermöglichen ein leichtes und kompaktes Design.

Manche mögen sich fragen, ob ein kleiner Transformator ausreichend ist, doch die Transformatoren in SMPS verwenden eine galvanische Trennung (galvanische Isolation), wodurch die Sicherheit gewährleistet ist.

Lineare Netzteile sind für einen engen Bereich der Eingangsspannung ausgelegt (z.B. AC95V~105V) und verwenden in der Regel Transformatoren, die für Frequenzen von etwa 50 oder 60Hz geeignet sind. Im Gegensatz dazu arbeiten Schaltnetzteile effizient über einen sehr weiten Bereich von Eingangsspannungen und Frequenzen. Sie decken 100VAC bis 240VAC ab und sind mit nahezu allen Netzspannungen weltweit kompatibel. Man spricht hierbei vom sogenannten Universaltyp.

Allerdings sind auch diese Schaltnetzteile anfällig für Überlast durch Blitzeinschläge sowie für Probleme wie ESR usw. Kunden, die sich Sorgen über Blitzeinschläge machen oder einen Einsatz in einem weiten Temperaturbereich wünschen, empfehlen wir daher Modelle mit sorgfältigem Design hinsichtlich ESR- und Ripple-/Rauschunterdrückung, Blitzschutz sowie Temperaturbereichsmaßnahmen.

Teil 3: Verbreitung von USB-AC-Adaptern

In den letzten Jahren wurden für viele tragbare Geräte USB-Anschlüsse übernommen. Neben der Datenübertragung können sie eine Ausgangs-DC-Spannung von 5V und maximal 500mA (mit USB3.0 bis zu 900mA möglich) an Geräte liefern. Von tragbaren Batterien über Kaffeemaschinen, kleine Lampen bis hin zu Weckern werden verschiedenste Geräte so konzipiert, dass sie Strom über USB-Anschlüsse beziehen. Im Jahr 2012 wurde USB Power Delivery vorgeschlagen, das eine Versorgung von bis zu 100W standardisiert, und hat sich zunehmend verbreitet.

In letzter Zeit sind mit GaN-Bauelementen miniaturisierte AC-Adapter auf den Markt gekommen, wodurch Produkte mit noch besseren Vorteilen für den mobilen Einsatz erschienen sind.

Zusammenfassung der Vorteile bei der Verwendung von AC-Adaptern

Auf der Seite Vor- und Nachteile der Verwendung eines AC-Adapters im Vergleich zur direkten Nutzung einer Wechselstromquelle auf unserer Website stellen wir die Vor- und Nachteile der Verwendung eines AC-Adapters kurz vor. Hier moechten wir diese Punkte jedoch ausfuehrlicher zusammenfassen.

Punkt 1: Sicherheit

Durch den Einsatz eines AC-Adapters koennen Entwickler von ElektroProdukte das Hauptgeraet entwickeln, ohne den gesetzlichen Sicherheitsvorschriften des jeweiligen Vertriebslandes direkt zu unterliegen.

Punkt 2: Reduzierung der Waermeentwicklung der Stromversorgung im Hauptgeraet

Fuer ElektroProdukte ist Hitze ein grosser Feind. Steigende Temperaturen beeinflussen die Lebensdauer und Zuverlaessigkeit elektronischer Bauteile und koennen Fehlfunktionen empfindlicher Schaltungen verursachen. Durch die Auslagerung der Stromversorgung als externes Netzteil kann die durch das interne Netzteil des Produkte erzeugte Waerme reduziert werden.

Punkt 3: Verringerung von Stoereinfluessen auf das Hauptgeraet

Elektrische Stoerungen, die empfindliche Schaltungen im Hauptgeraet beeintraechtigen, koennen reduziert werden. Da elektrische Stoerungen mit dem Quadrat der Entfernung abnehmen, kann durch den Einsatz eines AC-Adapters und die damit geschaffene Distanz der Einfluss verringert werden.

Punkt 4: Gewichts- und Groessenreduzierung des Hauptgeraets

Durch die Verwendung einer externen Stromversorgung ist eine Verkleinerung und Gewichtsreduzierung des Geraets selbst moeglich.

Punkt 5: Einfache Wartung des Hauptgeraets

Die Stromversorgung ist im Vergleich zu anderen Schaltungen anfaelliger fuer Ausgangsspitzen und Waermeentwicklung im Geraet und daher stoerungsanfaelliger. Wird die Stromversorgung als externes Netzteil ausgefuehrt, kann sie im Falle eines Defekts vom Benutzer leicht ausgetauscht werden, sodass nicht jedes Mal das gesamte Geraet repariert werden muss.

Punkt 6: Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit

Hauptgeraete mit AC-Adapter koennen je nach Bedarf unterschiedliche Spannungen unterstuetzen.

(Beispielsweise kann durch die Verwendung eines Universal-AC-Adapters weltweit problemlos Strom aus verschiedenen Steckdosen bezogen werden.)

Dieser Artikel steht teilweise im Zusammenhang mit Informationen, die unser Unternehmen der NHK-Sendung "Chico-chan ni Shikarareru!" zur Verfügung gestellt hat, als wir deren Produktion im Zusammenhang mit dem Funktionsprinzip von AC-Adaptern unterstützt haben.

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