A · Kapitel 5 · Einheit 4

Spannungswandler

Folien

Einen Spannungswandler benötigt man immer dann, wenn eine elektrische Spannung in eine andere Spannung umgewandelt werden soll. Im Amateurfunk kann dies beispielsweise die Erzeugung von $5 V$ für einen Mikrocontroller aus einer $13,8 V$-Versorgung sein oder die Versorgung eines Laptops mit $19 V$ aus einer $12 V$-Batterie. Solche Schaltungen bezeichnet man als DC/DC-Wandler. Wird die Spannung erhöht, spricht man von einem Step-UP-Wandler (Hochsetzsteller), wird sie verringert, von einem Step-DOWN-Wandler (Tiefsetzsteller).

Bei jeder Spannungswandlung entstehen Verluste. Deshalb ist die abgegebene Leistung stets kleiner als die zugeführte Leistung. Das Verhältnis aus Ausgangsleistung und Eingangsleistung bezeichnet man als Wirkungsgrad $\eta$:

$ \eta = \frac{P_{\mathrm{out}}}{P_{\mathrm{in}}} $

Für die folgenden Fragen muss die Leistungsformel $P = U \cdot I$ angewendet werden, um die Eingangs- und Ausgangsleistung zu berechnen. Anschließend kann der Wirkungsgrad bestimmt werden.

Prüfungsfrage AB213

Ein Spannungswandler setzt 12 V auf 5 V um. Er nimmt 2 A auf und gibt 3 A ab. Wie groß ist sein Wirkungsgrad?

Lösung

Prüfungsfrage AB214

Ein Spannungswandler wandelt 5 V in 12 V um. Dabei nimmt er 3 A auf und gibt 1 A ab. Wie groß ist sein Wirkungsgrad?

Lösung