Schakelende voedingen , isolatie en EMC.
Een schakelende voeding:

- Wisselstroom (AC) accepteert
- Deze gelijkricht en stabiliseert
- Door middel van een schakelaar en transformator deze ingangsspanning omvormt tot een AC uitgangsspanning
- Deze AC-spanning wederom gelijkricht en stabiliseert
- De uitgangsspanning op een constante waarde houdt
- Galvanische isolatie tussen ingang en uitgang behoudt
Figuur 1
Figuur 2
Een schakelende voeding
is een voeding die de aanwezige wisselspanning direct gelijkricht,waarna een elektronische schakeling deze gelijkspanning door aan- en uitschakelen - vandaar de naam - omzet in een pulserende spanning met een veel hogere frequentie dan die van het lichtnet.
Die pulsspanning wordt door een hoogfrequent-transformator met ferrietkern, en gelijkrichting en afvlakking (en stabilisatie) omgezet in de gewenste spanning.

Voor het examen beperken we ons tot onderstaande 2 soorten en hoe we op een eenvoudige manier aan de U-uit komen.
Hoe het in de basis werkt (voor de begripsvorming):
De regelschakeling levert pulsen (10-100 kHz) aan de basis van de transistor T1.
De elco bij de uitgang lijkt in 1e instantie te worden opgeladen tot ca. U-in als T1 niet aangestuurd wordt, dat klopt.
De stroom loopt nu via de diode (die zorgt dat de elco rechts zich later niet kan ontladen als T1 open staat) naar de elco die zich oplaadt tot (bijna) U-in (de diode 'eet' iets spanning op wat we voor het gemak verwaarlozen in de berekening).

Echter, als T1 wordt aangestuurd dan neemt de stroom door de spoel toe en ontwikkelt zich in en om de spoel een magnetisch veld.
De spanning bij  Uc is dan relatief 'laag'.
Als de puls stopt geleidt T1 niet meer en ontstaat er een spanningspiek bij Uc omdat het opgebouwde magnetisch veld  van de spoel de stroom in stand probeert te houden.
De uiteindelijke spanning op de uitgang is afhankelijk van Uc, de periode tijd en de 'aan' tijd (puls duur).
Schakelende voeding / Step-UP converter:

Dus U-uit groter dan U-in.

Uuit = (periodetijd / aantijd ) x Uin

Uuit = ( 2 / 1 ) x 12 = 24 V

(hier 2:1 dus 2x)
Figuur 3
Figuur 4
Deze schakeling lijkt op de vorige maar werkt andersom (verwar beide schakelingen niet op een examen!).
Als T1 in dicht is ( niet aangestuurd wordt door de regelschakeling), voorkomt de diode dat de lading van de elco rechts weglekt
(idem als bij de vorige schakeling).

Als T1 open wordt gestuurd door een puls van de regelschakeling dan stijgt de spanning bij Uc tot bijna U-in
(de transistor 'eet' iets spanning op wat we voor het gemak verwaarlozen in de berekening).
De stroom loopt helemaal door de schakeling, over de spoel ontstaat een spanning gelijk aan U-in minus U-uit.

Zolang de puls duurt zal de stroom door de spoel de elco rechts opladen.
Als de puls stopt is T1 niet meer in geleiding maar blijft er een afzwakkende stroom lopen via de elco rechts, de diode en de spoel.
De spoel (het opgebouwde magnetisch veld) probeert de stroom immers in stand te houden.

=>> U=uit is altijd kleiner dan U-in omdat anders tijdens een puls geen stroom door de spoel kan ontstaan en werkt het niet.
EMC-richtlijn

Elektrische apparaten, anders dan radio- en randapparatuur, vallen onder de richtlijn voor Elektro Magnetische Compatibiliteit (EMC).

Een fabrikant moet toetsen of apparatuur die hij op de markt wil brengen hieraan voldoet. Hij kan hiervoor een geharmoniseerde norm . of een eigen meetmethode gebruiken. Advies inwinnen bij een Notified Body is mogelijk, maar niet verplicht.

In een verklaring van conformiteit verklaart de fabrikant dat het apparaat voldoet aan de eisen van de EMC-richtlijn.
jj_03_03_004v
Schakelende voeding / Step-Down converter:

Dus U-uit kleiner dan U-in.

Uuit = (aantijd / periodetijd) x Uin

Uuit = (1 / 3 ) x 12 = 4 V

(hier 1:3 dus 1/3x)