Die Kosteneinsparung durch einen platinenmontierten AC/DC-Wandler führt naturgemäß über eine Topologie mit geringst möglicher Anzahl von Bauteilen. Unter etwa 10W wird das meist ein ‘Sperrwandler’ mit einem integrierten Leistungstransistor und Gleichrichter (oder exakter einer gekoppelten Drosselspule) mit einer einzelnen Diode und einem Kondensator für jeden Ausgang sein. Ein Steuer-Schaltkreis erfasst die Ausgangsspannung direkt (Primärseitenregelung) oder indirekt (Sekundärseitenregelung über einen Opto-Koppler) und gibt der Leistungsstufe Rückmeldung in Form einer Pulsweiten- oder Frequenz-Modulation bzw. manchmal beidem. Normalerweise gibt es zusätzliche Filterkomponenten zur Verringerung elektromagnetischer Störungen auf die gesetzlich vorgegebenen Werte und einen ‘Haupt-Kondensator’ zur Bereitstellung von Energie für die Überbrückungszeit bei Netzunterbrechungen, siehe Abbildung 1.
Die elektrische ‘Barriere’ zwischen der netzseitig hohen Wechselspannung und dem Ausgang wird gebildet durch festes Isoliermaterial und/oder Vergussmasse oder einen entsprechenden Trennabstand durch Luft und über Oberflächen. Bauelemente, welche die Barriere überqueren, wie ein Transformator oder Opto-Koppler, werden so konstruiert, dass sie ausreichende Isolation gemäß Vorgaben internationaler Sicherheitsstandards gewährleisten.
Durch die Einfachheit von Sperrwandlern gibt es einen Nachteil: Interne Spannungen am Schaltelement können hoch sein, typisch 600V oder mehr, und einige Bauteile werden durch hohe Rippelströme beansprucht. Die Ausgangskondensatoren müssen beispielsweise mit Rippelströmen zurechtkommen, die 1,5 bis 2 mal so hoch wie der DC-Ausgangsstrom sein können. Diese am Kondensator-ESR freigesetzte Energie erhöht dessen Temperatur. Je nach Betriebsart können auch die Spitzen- und Effektivwerte des primären Schaltstroms überraschend groß sein, und da Schalter für hohe Spannungen relativ hohe On-Widerstände haben, wird der Wirkungsgrad verringert und Energie am Schalter und am Eingangskondensator verbraucht.
Es stehen reichlich Konstruktionsdaten in Büchern und IC-Anwendungshinweisen zu Verfügung, womit sich relativ übersichtlich die Komponentenwerte für einfache Sperrwandler auswählen lassen. Bei ausreichender Kenntnis der Regeln für Hochfrequenz-Layouts und den Bau von Transformatoren ist es nicht schwierig, ein funktionierendes Produkt zu bauen. Wenn die Größe nicht priorisiert wird, ist das Einhalten der Sicherheitsabstände einfach und es gibt genügend Platz für ausreichenden Luftstrom zur Wärmeableitung. Die Bauelemente können zudem groß und konservativ ausgelegt sein, um Funktion und elektromagnetische Verträglichkeit zu garantieren. Eine Ausführung der Sperrwandler-Topologie ist in nahezu jedem Handy-Ladegerät verbaut, womit klar ersichtlich wird, welche Miniaturisierung der Elektronik möglich ist, wobei diese Produkte nur über begrenzte Zeiträume in Temperaturbereichen, von etwa 0 – 40°C im Haushalt oder Büro arbeiten.
Wenn andererseits Platz und Kosten begrenzt sind oder der AC/DC-Wandler im Inneren von Geräten arbeiten muss, gibt es oft erhöhte Herausforderungen. Wenn die Anwendung Industriequalität erreichen muss, kann es für feuchte oder schmutzige Umgebungen zusätzliche Anforderungen an die Sicherheitsabstände geben und eine erhebliche Anhebung von zu tolerierenden transienten Überspannungen sowie erweiterte Temperaturbereiche von -40°C bis +75°C und mehr. Die Bereiche der Eingangsspannung können ebenfalls erweitert sein und müssen fallweise Phase zu Phase Beschaltungen abdecken. Ebenso können die Erwartungen an Zuverlässigkeit und Lebensdauer im Vergleich zu kommerziellen Produkten sehr hoch sein. Außerdem kann ein Betrieb in erweiterter Seehöhe notwendig sein, der sich auf die Sicherheitsabstände auswirkt.