Leistung lässt sich über einige Elemente schalten. Leistung kann durch hohen Strom und oder hohe Spannung erzeugt werden, am besten durch ein hohes Produkt aus beiden. Zudem ist es manchmal ratsam die Leistungschaltung von der Steuerelektronik zu isolieren, insbesondere wenn sonst Menschen mit einer hohen Spannung in Berührung kommen könnten. Grundsätzlich sollte man bei Spannungen höher 48V sehr aufpassen und über entsprechende Qualifikationen verfügen (bspw. Elektrofachkraft, VDE 1000-10).
WARUM EIGENTLICH LEISTUNG SCHALTEN UND WIE? Leistung zu schalten ist in vielen Bereichen wichtig. Man muss zum Beispiel ein Motor antreiben oder man möchte einfach nur eine Heizung oder eine Glühbirne betreiben. Zu unterscheiden ist zwischen Elementen welche Wechselspannung und welche Gleichspannung schalten können. Einige können auch beides gut. Zudem ist es noch wichtig welchen Strom und welche Spannungen geschaltet werden sollen.
LEISTUNG DURCH STROM ODER SPANNUNG? Leistung ist das Produkt von Strom und Spannung. Man kann also manchmal wählen welche der Größen man hoch haben möchte oder man muss beide Größen hoch halten. Beispielsweise ist es bei Betrieb von Elektrofahrrädern nicht möglich mit allzuhohen Spannungen zu arbeiten, da sonst Sicherheitsbedenken aufkämen und man viele Kleine Akkuzellen seriell schalten müsste. So arbeiten diese mit 24V oder 36V und einem je nach Ausgangsleistung etwa 10 bis 20A. Große Ströme zu schalten und zu übertragen ist mühselig. Man braucht sehr solide Kabel und starke Elemente. Andererseits sind die Transistoren in MOSFET Technologie hierfür eher geeignet. Es gibt zwar Hochspannungstypen mit mehreren 100V aber die günstigen Varianten vertragen oft nur bis etwa 50V-100V. Bei höheren Spannungen kann man die Kabelquerschnitte reduzieren, erzeugt zudem beim Pulsen weniger EMV Probleme hat aber die Gefahr von Stromschlag und Schädigung des Menschen. Wird die Spannung recht hoch so überwindet der Strom den Wiederstand des menschlichen Körpers, fließt wiederrum ein zu hoher Strom durch den Körper so stört dies lebensnotwendige Systeme wie die Taktung des Herzen. Man muss also im Einzelfall entscheiden wie und welche Leistung man schalten möchte. Häufig hat man nicht die Wahl, das 230V Wechselstromnetz arbeitet eben mit dieser Spannung und man muss sich anpassen.
RELAYS: Relays sind mechanische Schalter welche durch ein elektrisches Steuersignal geschaltet werden. Sie haben den Vorteil, dass die zu schaltende Spannung/Strom von dem Schaltsignal völlig unabhängig sein kann (galvanische Trennung). Viele Relais sind zusätzlich noch Optisch getrennt, also selbst bei einem Defekt des Relays bleibt die Restschaltung unversehrt. Relays haben allerdings einen Übergangswiderstand, Verschleißen mit der Zeit und sind relativ langsam. Sie erzeugen Abrissfunken und viel EMV Störungen im Betrieb. Durch Snubber Netzwerke können diese Effekte gelindert werden. Dafür kann man einfach hohe Spannungen und Leistungen wie 230V schalten. Relais kann mna zusätzlich noch zum Musizieren nutzen da sie beim Schalten Geräusche erzeugen.
LEISTUNGSHALBLEITER: Leistungshalbleiter gibt es in allen möglichen Variationen, von Hochvolt bis Hochstrom, Spezielle AC Typen welche im Nulldurchgang sperren und welche die sehr niedrige Übergangswiderstände aufweisen oder sehr schnell schalten können um den Leistungsfluss zu steuern. Durch diese Elemente lässt sich Leistung sowohl steuern als auch wandeln. Beispielsweise von DC zu AC in Wechselreitern (Invertern) oder die Frequenz der Spannung lässt sich steuern um Motoren mit unterschiedlicher Drehzahl zu treiben. DC/DC Schaltungen lassen Spannungen entweder Abwärtswandeln oder Aufwärtswandeln.
MOTOR-ENDSTUFEN: Motorendstufen sind spezielle Leistungsschalter die dazu gedacht sind Motoren zu treiben, hierzu verfügen sie über spezielle Features wie Sicherheitsfunktionen, Strommessung und spezielle Freilaufdioden die die induzierte Spannung der Induktivitäten der Motoren abführen.
