Was ist ein Abwärtswandler?
Ein Abwärtswandler ist ein Wandler, der die Spannung verringert, die eine Gleichstromlast erreicht. Beispielsweise kann der Ausgang einer 24-Volt-Gleichstromquelle (VDC) herabgesetzt werden, um ein 12-Volt-Gerät mit Strom zu versorgen. Ein gut entwickelter Tiefsetzsteller kann unter verschiedenen Lastbedingungen eine konstante Ausgangsspannung liefern und eine sehr geringe Verlustleistung aufrechterhalten, was zu einem hohen Wirkungsgrad führt.
Linearregler können eine einfache Lösung für Anforderungen mit geringem Stromverbrauch sein. Sie verwenden einen in Reihe geschalteten Leistungstransistor, der den Strom durch die Last steuert, um die konstante Ausgangsgleichspannung zu erzeugen. Wenn eine 50-VDC-Versorgung einen Linearregler zum Antreiben einer 25-V-Last mit 1 Ampere (A) verwendet, beträgt die Leistung über die Last sowie den Linearregler 25 Watt (W). Dies bedeutet, dass die 50-V-Stromversorgung mit 50 W belastet wird. Der Umwandlungswirkungsgrad beträgt 50%. Wenn jedoch ein Tiefsetzsteller verwendet wird und die Verlustleistung im Tiefsetzsteller 2,5 W beträgt, während die Leistung an der Last immer noch 25 W beträgt, beträgt der Wirkungsgrad etwa 90%.
Der Abwärtswandler ist ein DC / DC-Wandler, der ähnlich wie ein Schaltnetzteil (SMPS) arbeitet und das Tastverhältnis einer Rechteckwelle mit fester Frequenz steuert. Wenn die Last weniger Strom benötigt, ist die Einschaltzeit der Rechteckwelle niedrig. Wenn die Last jedoch einen Strom benötigt, der sehr nahe am SMPS-Grenzwert liegt, liegt die Einschaltzeit über 85%. Der geschaltete Gleichstrom verwendet eine Reiheninduktivität mit schnell schaltender Diode, die den induktiven Rückfluss nutzt, um die Energieübertragung aufrechtzuerhalten, wenn das Hauptantriebselement für kurze Zeit ausgeschaltet ist.
Für eine Anwendung, die der des Tiefsetzstellers entgegengesetzt ist, wird der Hochsetzsteller (SUBC) verwendet. Der SUBC erzeugt eine Ausgangsspannung, die höher als seine Eingangsspannung ist. Bei dieser Anwendung wandelt die Induktivität in Reihe mit der Last ein kollabierendes Magnetfeld in eine Gleichspannung um, die höher als die Eingangsspannung der Schaltung ist.
Eine andere elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung ist der Tiefsetzsteller, der entweder als Tiefsetzsteller oder als Hochsetzsteller arbeiten kann. In Solaranlagen ist es möglich, je nach Verfügbarkeit des Sonnenlichts einen weiten Gleichspannungsbereich zu erhalten. Eine von einem Photovoltaik-Array geladene Batteriebank kann eine Spannung im Bereich von 40 bis 56 VDC aufweisen. Wenn eine empfindliche Last 47 bis 49 VDC benötigt, arbeitet ein Tiefsetzsteller als Hochsetzsteller, wenn die Batteriebankspannung unter 47 V liegt. Der Wandler arbeitet als Tiefsetzsteller, wenn die Spannung über 49 V liegt.