imported>Pemu am 24. April 2025 um 07:57 Uhr

2025-04-24T07:57:18Z

Neue Seite

Ein '''Inverswandler''', {{enS|inverting Buck-Boost Converter,}} ist in der [[Leistungselektronik]] eine Form von [[Gleichspannungswandler]], der eine positive [[Elektrische Spannung|Eingangsspannung]] in eine negative Ausgangsspannung ohne [[galvanische Trennung]] wandelt. Der [[Sperrwandler]] basiert auf dem Inverswandler, ist aber bei sonst gleichen Funktionsprinzip um eine galvanische Trennung erweitert. Einsatzgebiete dieser elementaren Schaltung liegen als Komponente unter anderem im Bereich von [[Netzteil]]en wie [[Schaltnetzteil]]en.

== Abgrenzung ==
Der {{enS|Four Switch Buck-Boost Converter}}, im Deutschen als [[Kaskadierter Ab-Aufwärtswandler]] bezeichnet, ist kein Inverswandler, trotz ähnlicher Bezeichnung. Er ist eine Kombination eines [[Abwärtswandler]]s und eines [[Aufwärtswandler]]s, mit nur einer gemeinsamen [[Induktivität]]. Bei dieser Topologie ist die Polarität von Eingangs- und Ausgangsspannung – im Gegensatz zum Inverswandler – gleich.

Beiden Buck-Boost-Topologien ist trotz des völlig anderen Aufbaus gemeinsam, dass die Ausgangsspannung dem Betrage nach sowohl kleiner als auch größer als die Eingangsspannung sein kann. Im Folgenden wird nur der Inverswandler (inverting Buck-Boost Converter) beschrieben.

== Funktion ==
[[Datei:Buckboost converter.svg|mini|Prinzipschaltung eines Inverswandlers]]
In nebenstehender Schaltskizze liefert eine [[Gleichspannungsquelle]] eine konstante positive Spannung ''U''E. Der Schalter ''S'' ist in realen Schaltungen üblicherweise in Form eines [[Transistor]]s realisiert und wird von einer hier nicht gezeigten Steuerung bzw. Regelung angesteuert. Er schaltet für die Dauer ''t''ein die Spannung auf die [[Spule (Elektrotechnik)|Spule]] mit einer [[Induktivität]] ''L.'' Der Strom ''I'' durch die Spule ändert sich dabei um den Betrag:

:<math>\Delta I = \frac{U_\text{e} \cdot t_\text{ein}}{L}</math>

Nach der Einschaltdauer wird der Schalter ''S'' für die Dauer ''t''aus ausgeschaltet, wobei beim Schaltvorgang der Strom durch die Spule aufgrund ihrer Induktivität konstant bleibt. Dadurch wird die [[Diode]] ''D'' leitend und lädt den [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensator]] auf eine gegenüber dem Bezugspotential negative Spannung ''U''a auf:

:<math>- U_\text{a} = L \cdot \frac{\Delta I}{t_\text{aus}}</math>

Danach wiederholt sich der Zyklus. Üblicherweise erfolgen (je nach Auslegung) sekündlich einige Hundert bis mehrere Millionen dieser Zyklen. Die Höhe der negativen Ausgangsspannung lässt sich durch das [[Pulsweitenmodulation|Pulsbreitenverhältnis]] η zwischen den beiden Schaltzuständen angeben:

:<math>-\frac{U_\text{a}}{U_\text{e}} = \frac{t_\text{ein}}{t_\text{aus}} = \frac{\eta}{1 - \eta}</math>

Der Inverswandler kann (wie jeder Schaltwandler) [[Lückbetrieb|lückend]] ''(Discontinuous Current Mode)'' oder [[Continuous Current Mode|nichtlückend]] ''(Continuous Current Mode)'' betrieben werden; der Strom durch die Spule fällt dabei im Verlaufe eines Zyklus auf Null ab oder eben nicht. Die Schaltfrequenz richtet sich unter anderem nach der Größe der Last und dem zulässigen [[Rippelstrom]].

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor=Ulrich Schlienz
|Titel=Schaltnetzteile und ihre Peripherie
|Auflage=3.
|Verlag=Vieweg
|Datum=2007
|ISBN=978-3-8348-0239-2}}
* {{Literatur
|Autor=Sanjaya Maniktala
|Titel=Switching Power Supplies A-Z
|Auflage=2.
|Verlag=Elsevier
|Datum=2012
|ISBN=978-0-12-386533-5}}

[[Kategorie:Gleichspannungswandler]]

Inverswandler - Versionsgeschichte

imported>Pemu am 24. April 2025 um 07:57 Uhr