DC/DC Konverter : Wandler : Gleichspannungswandler

Hersteller und Anbieter von DC/DC Wandler, DC/DC Regler und PoL (Point-of-Load) Wandler

Was ist ein Gleichspannungswandler / DC/DC Wandler / Spannungswandler und welche Aufgabe hat er?

Allgemein kann man festhalten, dass DC/DC Wandler eine elektrische Schaltung darstellen und die Hauptaufgabe haben, eine angelegte Gleichspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln die entweder höher, gleich oder kleiner ist. Je nach dem welchen Eingangsbereich (welches Wievielfache der minimalen Eingangsspannung hat die maximale Eingangsspannung? - zum Beispiel: ein überlicher 24Vdc 4:1 DC/DC Wandler hat eine minimale 9Vdc Eingangsspannung und eine entsprechende, 4-fache, maximale Eingangsspannung von 36Vdc) finden DC/DC Wandler Ihren Einsatz dort, wo mit hohen Schwankungen der Eingangsspannung (Bahnbetrieb, Transportwesen, etc.) zu rechnen ist oder langen Zuleitungen (zum Beispiel im Strassenbau - Signalisierung, Lichtsignale, etc.) gearbeitet wird. Aufgrund des leiterabhängigen Spannungsabfalls, kommt weniger Spannung am DC/DC Wandler an, als die Gleichspannungsquelle ausgibt. Dementsprechend muss das eingehende DC Signal "aufgefrischt" werden.

Beispiel für einen Spannungsabfall: Bei einer einfachen Zuleitungslänge (1mm²) von 10m (Distanz zwischen Spannungsquelle und Wandler), einer Spannung von 24V und 50W Leistung beträgt der Spannungsabfall ca. 3% - was einer verbleibenden Spannung von 23.37V entspricht.

Weiter werden DC/DC Wandler auch als galvanische Trennung eingesetzt, was zum einen unterschiedliche Potentiale ermöglicht (siehe unten) oder auch die "Umwandlung" von der Eingangs- zur Ausgangsspannung verhindert. Isolationsspannungen von 500Vdc bis zu 4kVdc sind hierbei typische Werte. Für medizinische Applikationen sind auch Isolationsspannungen von 6kVdc möglich.

DC/DC Wandler stabilisieren zudem Spannungen bei Batteriebetrieb. Die Spannung, welche die Batterie liefert, fällt mit der Zeit. Um dem Verbraucher trotzdem eine gleichbleibende Spannung zur Verfügung zu stellen, werden DC/DC Wandler eingesetzt. Diese Regulieren, durch ständige Anpassungen, die angelegte Spannung, so dass am Ausgang des DC/DC Wandler, beziehungsweise am Eingang des Verbrauchers, immer die korrekte Spannung vorhanden ist.

DC/DC Wandler - mit galvanischer Trennung

Galvanisch getrennte Wandler wandeln eine Gleichspannung am Eingang in eine Gleichspannung am Ausgang um. Wobei eine Isolation zwischen Eingang und Ausgang unterschiedliche Potentiale ermöglicht. Die typische Isolationsspannung liegt zwischen 500Vdc und 4kVdc. Darüber hinaus verhindert die Isolation im „Worst Case“ eine Umwandlung von der Eingangs- zur Ausgangsspannung.

Hauptvorteile des galvanisch getrennten Wandlers
• Unterschiedliche Ein- / Ausgangspotentiale erlaubt
• Besserer Personenschutz

DC/DC-Regler und POL Wandler - ohne glavanische Trennung

Unisolierte (das heisst galvanisch nicht getrennte) Gleichspannungswandler / DC/DC-Wandler haben keine Isolation zwischen Eingang und Ausgang.
Der Eingang muss daher dasselbe Potential aufweisen wie der Ausgang. Vorteile des Reglers sind die hohe Leistungsdichte sowie der hohe Wirkungsgrad aufgrund der geringeren Anzahl an Komponenten.
Hauptvorteile des unisolierten Reglers
• Sehr hoher Wirkungsgrad
• Kompaktes Design

Unregulierte DC/DC-Wandler

Unregulierte DC/DC-Wandler haben keinen direkten Abgleich zwischen der effektiven Ausgangsspannung und der nominalen Spannung. Daher fehlt ihnen die Möglichkeit, einen Spannungsfall der Ausgangspannung ausgelöst von einer Lastzunahme direkt zu kompensieren. Oftmals wird ein indirekter Spannungsabgleich verwendet mit einer typischen Lastregulierung von ±15 bis ±20% der nominalen Ausgangsspannung.
Hauptvorteile des unregulierten DC/DC-Wandler
• Kosteneffizientes Design
• Kompaktes Design