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Was sind die DC-DC-Wandler?

Der DC / DC-Wandler ist eine elektronische Schaltung oder eine elektromechanische Vorrichtung, die eine Gleichstromquelle (DC) von einem Spannungspegel in einen anderen umwandelt. Es ist eine Art von Stromwandler. Die Leistungsstufen reichen von sehr niedrig (kleine Batterien) bis sehr hoch (Hochspannungs-Energieübertragung).

Vor der Entwicklung von Leistungshalbleitern und verwandten Technologien bestand eine Möglichkeit, die Spannung einer Gleichstromversorgung für Anwendungen mit niedriger Leistung in eine höhere Spannung umzuwandeln, darin, sie unter Verwendung eines Vibrators in einen Wechselstrom umzuwandeln, gefolgt von einem Aufwärtstransformator und Gleichrichter. [1] [2] Für höhere Leistung wurde ein Elektromotor verwendet, um einen Generator mit der gewünschten Spannung anzutreiben (manchmal kombiniert in einer einzigen "Dynamotor" -Einheit, einem Motor und Generator zu einer Einheit kombiniert, wobei eine Wicklung den Motor antreibt und die andere die Ausgangsspannung erzeugt) . Diese waren relativ ineffiziente und teure Verfahren, die nur verwendet wurden, wenn es keine Alternative gab, um ein Autoradio mit Strom zu versorgen (welches dann Röhren verwendete, die viel höhere Spannungen erforderten als eine 6 oder 12 V Autobatterie). [1] Die Einführung von Leistungshalbleitern und integrierten Schaltungen machte es wirtschaftlich sinnvoll, Techniken wie unten beschrieben zu verwenden, um beispielsweise die Gleichstromversorgung in hochfrequente Wechselspannung umzuwandeln, einen Transformator zu verwenden, klein, leicht und aufgrund der hohen Frequenz billig ändere die Spannung und korrigiere sie wieder auf DC. [3] Obwohl Transistor-Autoradioempfänger 1976 keine hohen Spannungen benötigten, verwendeten einige Amateurfunker weiterhin Vibratorversorgungen und Dynamometer für mobile Transceiver, die hohe Spannungen benötigten, obwohl transistorisierte Stromversorgungen verfügbar waren.

Während es möglich war, eine niedrigere Spannung von einer höheren mit einer linearen elektronischen Schaltung oder sogar einem Widerstand abzuleiten, dissipierten diese Methoden den Überschuss als Wärme; Eine energieeffiziente Umwandlung wurde nur mit Halbleiterschaltkreisen möglich.
Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler werden in tragbaren elektronischen Geräten, wie z. B. Mobiltelefonen und Laptop-Computern, verwendet, die hauptsächlich von Batterien mit Strom versorgt werden. Solche elektronischen Vorrichtungen enthalten oft mehrere Teilschaltungen, von denen jede ihre eigene Spannungspegelanforderung hat, die sich von der von der Batterie oder einer externen Versorgung (manchmal höher oder niedriger als die Versorgungsspannung) unterscheidet. Zusätzlich nimmt die Batteriespannung ab, wenn die gespeicherte Energie abgelassen wird. Geschaltete DC / DC-Wandler bieten ein Verfahren zum Erhöhen der Spannung aus einer teilweise abgesenkten Batteriespannung, wodurch Platz gespart wird, anstatt mehrere Batterien zu verwenden, um dasselbe zu erreichen.

Die meisten DC / DC-Wandlerschaltungen regeln auch die Ausgangsspannung. Einige Ausnahmen sind hocheffiziente LED-Stromquellen, bei denen es sich um eine Art Gleichstromwandler handelt, der den Strom durch die LEDs regelt, und einfache Ladungspumpen, die die Ausgangsspannung verdoppeln oder verdreifachen.

Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, die zur Maximierung der Energiegewinnung für Photovoltaikanlagen und für Windkraftanlagen entwickelt wurden, werden Leistungsoptimierer genannt.

Transformatoren, die zur Spannungswandlung bei Netzfrequenzen von 50-60 Hz verwendet werden, müssen für Leistungen von mehr als einigen Watt groß und schwer sein. Dies macht sie teuer und sie unterliegen Energieverlusten in ihren Wicklungen und aufgrund von Wirbelströmen in ihren Kernen. Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Techniken, die Transformatoren oder Induktoren verwenden, arbeiten bei viel höheren Frequenzen und erfordern nur viel kleinere, leichtere und billigere Wicklungskomponenten. Folglich werden diese Techniken sogar dort verwendet, wo ein Netztransformator verwendet werden könnte; zum Beispiel ist es für Haushaltselektrogeräte vorzuziehen, die Netzspannung auf Gleichspannung zu richten, Schalttechniken zu verwenden, um sie bei der gewünschten Spannung in hochfrequenten Wechselstrom umzuwandeln, und dann üblicherweise in Gleichstrom zu regeln. Die gesamte komplexe Schaltung ist billiger und effizienter als eine einfache Netztransformatorschaltung desselben Ausgangs.

Quelle von: https://en.wikipedia.org/wiki/DC-to-DC_converter

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