Een klassieke voedingsgedeelte (oude versterker, televisie, computer) Een moderne voedingsmodule (recente electronische apparaten vanaf een bepaald vermogen) Parameters van een moderne schakelende voeding Dubbelzijdige gelijkrichter gevolgd door een elko, zonder compenserende maatregelen (stroommeting) Schakelende voeding voor 12V halogeenverlichting

Enkel bij gestabiliseerde gelijkspanning of een perfecte blokspanning is de crestfactor 1, en dat is ook de beste waarde die de crestfactor kan hebben.

Bij niet-lineaire belastingen is er een hoge crest factor. Een voorbeeld is de dimmer waarbij de triac halverwege de periode in geleiding gebracht wordt. Dit vormt niet enkel een ongelijkmatige belasting van het net, maar de steile schakelflanken produceren ook storingen.

Niet-lineaire belastingen zijn typisch een gelijkrichter gevolgd door een bufferelko. De stroom is hoog (rood op de tekening) als de voedingselko opgeladen wordt, namelijk als de netspanning hoger is dan de elkospanning, dit gebeurt tweemaal per periode (dubbele gelijkrichting). De crestfactor van een dergelijke voeding is vaak zeer slecht, 3 à 4.

Verschillende apparaten hebben een dergelijke voeding: audio-versterker, televisie, computer. Dergelijke apparaten benutten zeer slecht het net en veroorzaken harmonischen op het net. Dat de gelijkrichter voorafgegaan wordt door een transfo speelt geen rol (audio versterker).

Fabrikanten zijn tegenwoordig verplicht voedingen te ontwerpen met een beperkte crest factor.

Bij kleine vermogens volstaat het een zelf-inductie te plaatsen na de dioden en voor de bufferelko: daardoor worden de pieken onderdrukt maar daalt ook het rendement. Bij zeer kleine vermogens wordt de zelfinductie vervangen door een weerstand.

Bij hogere vermogens moet het ontwerp grondig gewijzigd worden. De bufferelko achter de diodes is verdwenen. De schakelende voeding begint te werken van zodra de spanning over een zekere limiet gegaan is (bijvoorbeeld 100V). Dee voeding trekt dan een relatief constante stroom, totdat de spanning weer onder de 100V zakt. Omdat de voeding een constante stroom trekt kan men een crestfactor bekomen die lager ligt dan de crestfactor bij wisselspanning (minder dan 1.4)

De bufferelko wordt nu achter de schakelende voeding geplaatst en wordt bijgevuld als de schakelende voeding werkt. Soms is het nodig een tweede trap te voorzien omdat er een rimpelspanning overblijft op de elko's aan secundaire kant, wat niet het geval is met een klassieke schakelende voeding (zie blauwe curve).

Op de tekening valt op te merken dat de nominale spanning nog niet bereikt is: bij iedere periode stijgt de spanning wat.

Alle schakelende voedingen vanaf een bepaald vermogen moeten werken volgens dit principe. Rechts zie je de werkingsparameters van een moderne schakelende voeding. De effektieve stroom bedraagt 0.49A en de piekstroom 0.92A, goed voor een crestfactor (CF) van 1.90. De voeding zit dicht bij de limiet van de norm. Er is geen gelijkspanningscomponent, de voeding heeft een dubbelzijdige gelijkrichter (bruggelijkrichter).

Bij een gelijkrichter gevolgd door een elko, waar geen compenserende maatregelen genomen worden heeft men enkel een piekstroom op het ogenblik dat de netspanning boven de elkospanning komt. Dit is een sterk vervormde stroom die niet meer toegelaten wordt in moderne apparaten.

Een zuiver ohmse belasting heeft een crestfactor van 1.4. Een goede schakelende voeding heeft een crestfactor van 1.5 en kan zelfs onder de 1.4 gaan door de stroompieken te beperken (zie grafiek moderne voedingsmodule).

Invloed van de voedingsspanning

Deze schakelende voeding die gebruikt wordt om 12V te leveren aan halogeenlampen gebruikt geen netelko (zie laatste afbeelding rechts). Zonder bufferelko stopt de voeding iedere keer dat de spanning onder een minimale waarde komt (tweemaal per periode). Dit vormt geen probleem voor een halogeenlamp dankzij de hoge thermische traagheid van de gloeidraad.

De lamp wordt zelfs met wisselspanning gevoed (hoogfrekwent direct uit de transfo, zonder gelijkrichting en filtering). Omdat er geen filtering is kunnen de schakelpieken zich wel verspreiden via de voedingsdraden van de lamp die als antenne fungeren.

Surge factor

De surge factor is belangrijk voor bepaalde toepassingen: een stroomgroep moet in staat zijn een zware motor op te starten, een noodvoeding moet een computer kunnen doen starten (opladen van de elko's) of een noodverlichting doen werken.

De zekeringen van een huis moeten berekend zijn voor deze piekstroom, daarom dat men bijvoorbeeld zekeringen van 20A gebruikt, terwijl het gemiddeld vermogen veel lager ligt. De beveiliging van een motor in de industrie bestaat een een thermische veiligheid die na een minuut afslaat bij een stroom van meer dan 16A (mechanische overbelasting van de motor) en een magnetische veiligheid die direct in werking treed bij een stroom van 90A of meer (kortsluiting). De thermische zekering beschermt de motor en de magnetische zekering de installatie.