Was ist ein Step Down Converter ? | DC-DC Wandler | Tiefsetzsteller | Buck | Abwärtswandler
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- Опубліковано 19 вер 2024
- #AlexTbg #Elektrotechnik #StepDown
Der Abwärtswandler (Schaltregler), auch Tiefsetzsteller, Abwärtsregler, englisch step-down converter oder buck converter, ist in der Elektronik eine Form von schaltendem Gleichspannungswandler. Die Ausgangsspannung UA ist stets kleiner als der Betrag der Eingangsspannung UE.
Der Schalter S (meist ein Transistor) wird von einer im Bild nicht dargestellten Steuerung regelmäßig ein- und ausgeschaltet; üblicherweise werden einige hundert bis mehrere Millionen Schaltzyklen je Sekunde durchgeführt. Dadurch wird elektrische Energie von der links angeschlossenen Spannungsquelle zur rechts angeschlossenen Last transferiert. Die beiden Energiespeicher Spule und Kondensator ermöglichen die Versorgung der Last in den Phasen, in denen der Schalter geöffnet ist. Die Induktivität der Spule L hält die höhere Eingangsspannung von der Last fern. Die Ausgangsgröße kann durch Steuerung der Ein- und Ausschaltzeiten des Schalters S eingestellt werden. Diese Steuerung erfolgt üblicherweise durch einen Regler, um Ausgangsspannung oder -strom auf einem gewünschten Wert zu halten.
Während der Einschaltzeit Te fließt der Laststrom durch die Spule L und durch den Verbraucher; die Diode D sperrt. Während der Ausschaltphase Ta wird die in der Spule gespeicherte Energie abgebaut: Der Strom durch den Verbraucher fließt weiter, nun jedoch durch die Diode D und aus dem Kondensator C.
Die Spule L und der Kondensator C bilden einen Tiefpass zweiter Ordnung. Effektiv wird die Abwärtswandlung dadurch erreicht, dass aus der Rechteckspannung der Gleichanteil herausgefiltert wird. Wie hoch dieser übrigbleibende Gleichanteil ist, kann durch das Tastverhältnis eingestellt werden. (Quelle: www.wikipedia.org)
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Sehr schön erklärt. Vielen Dank.
Danke wirklich
Danke gut erklärt, gutes Video!
Wie wird die wirkunggrad berechnet
Hallo, wie verhält sich den der Kondensator im Gleichstromkreis? Er lädt sich auf und fertig, sperrt quasi ab. Insofern ist die Stromrichtung über den Kondensator nicht ganz Korrekt? WAs m.E. fehlt ist der R, der den Stromfluss erst ermöglicht. Oder? lg
Super.👌
Hallo Alex ; Ich suche einen Step-Down-Regler für 12 Volt (Eingangsspannung u. 6 Volt Ausgangsspannung. Allerdings sollte er bis zu 30 Ampere bringen. Ich benötige ihn für meinen Oldtimer, der mit 6 Volt-Batterie fährt. Falls das Auto mal stehen bleiben sollte, daß ich dann über einen Wandler den PKW von einem anderen PKW aus wieder starten kann! Es dankt und grüßt Kurt
Das funktioniert so nicht, da Anlasser einige zig Ampere (durchaus auch mal einige HUNDERT Ampere) benötigen. Sowas kann man bauen, kostet aber dann auch einige HUNDERT Euro ^^
Danke für die Erklärung .
Wie kann man praktisch die Wirkungsgrad berechnen?
85% bis 99%
Grundsätzlich ist der Wirkungsgrad das Verhältnis von abgegebener, oder auch Nutzenergie genannt, zur zugeführten Energie
Der Strom kann im AN Zustand nicht runter über die Diode. Aber warum kann der Strom nicht hoch? Wieso fließt er nur zurück zur Spannungsquelle und nicht auch hoch über die Diode?
Der Strom kann da nicht hoch, da wir ja sonst keinen geschlossenen Stromkreis hätten, kannst due das vorstellen wie ne Wasserleitung. Wenn das Wasser in eine Richtung fließt, kannst du auch keine 2. Leitung reinführen, wo dann das Wasser in der anderen Leitung entgegen fließt . Und bisschen technischer ausgedrückt: wenn oben meine 10v sind und unten 0 v oder gnd, dann haben wir keine "Durchgangsspannung" sag ich mal. Das heißt die Diode sperrt auch wenn sie nicht in sperrichtung ist, einfach da keine Spannung vorhanden ist.
Schalter offen: Unten 0V (GND) -> Diode sperrt
Schalter zu: Oben 0V (GND) -> Diode leitet
Hallo Alex Tbg; Ich suche einen Step-Down-Regler für 45 V (Anfangsspannung PV-Panel fällt auf 36 V) zu 28 V Ausgangsspannung.
Kann ich einen 40 V - Regler (Wandler DC 4V-40V zu 1,5V-34V LM2596) nutzen bzw. einen Wiederstand vorschalten?
Es dankt und grüßt MR
Servus, sorry ich war ein paar Tage nicht da. Nimm lieber einen Regler, der das kann. Solarpanele, also Stromquellen, und step Downs (einfache) sind oft nicht die besten Freunde. Du kannst es auch mit einem MPPT Regler versuchen.
@@AlexTbg-SimpleLearning Danke. Bin Laie.
Hallo, kannst du mir bitte sage, wenn ich einen Steo Down Converter an einem Fahrradakku mit 36 v anschließe und auf 12 V runter regle, kann ich dann umgefähr sagen, dass dass sich dann die Laufdauer meines 12 v Motors verlängert? Also wenn ich den Akku mit 12 V . ICh mag eine Wasserpumpe mit 12V betreiben. Der Fahradakku hat aber 36 v und 12 AH. Habe ich dann bei 12 V ca. oder das auqivalent von ca. 30 AH? Ich hoffe du weißt was ich meine. Oder anders Der Motor der Pumpe hat verbraucht 3,5 AH. Wie lange würde dieser bei 12 Volt laufen? über 8 Stunden?. Danke dir für die Antwort. Gruß Goldwaschen mit Tom
Die Frage ist zwar nicht ganz verständlich geschrieben. Aber es kommt immer auf die Leistung drauf an, nicht so sehr auf die Spannung. Wenn du jetzt als Bsp einen Motor mit 36V und 1A hast kommt der mit der Akkuladung gleich lange aus wie ein Motor mit 12V und 3A. Somit kann man grundsätzlich sagen, je mehr Strom verbraucht wird, je schneller wird der Akku entladen.
Wenn du nochmal eine genauere Antwort haben willst, bitte nochmal verständlicher schreiben
Hallo. Mal ne Frage an die Profis :-) An den Lastausgang von meinem Victron SmartSolar 75/15 MPPT Laderegler kann man diverse 12V Verbraucher bis max. 10A anschließen... Wenn die 12V Blei-Batterie vom Laderegler bei Sonnenschein nun mit max. 14,4V-14,8V geladen wird, hab ich am Lastausgang auch 14,4V-14,8, weil Batteriepolspannung = Lastausgangspannung! Das wäre also viel zu viel für diverse 12V Geräte und diese könnten durch Überspannung beschädigt werden!? Ich würde aber gerne meinen Speedport LTE II Router am Lastausgang anschließen, anstatt übers original 230V/12V Router-Steckernetzteil am Wechselrichter. Ist halt irgendwie doof von 12V auf 230V umzuwandeln um dann wieder runter auf 12V... Aber ich bezweifle ja, dass ein LTE Router "auf Dauer" mit 14,4V bzw. 14,8V betrieben werden kann/darf? Schade, dass es im Regler über die App keine Funktion gibt, dass am Lastausgang eine max. Spannung eingestellt werden kann. Kann ich am Lastausgang einen Step Down Converter verwenden, um immer konstant 12V Spannung zu haben? Und was macht der Converter, wenn die Eingangsspannung bzw. Batteriespannung (Nachts) z.B. nur noch 12,3V hat? Schaltet der Converter dann ab und der LTE Router geht aus, obwohl die Batteriespannung jetzt ja eigentlich perfekt wäre für den LTE Router? Danke!
Also prinzipiell Step Down, njein. Die meisten Step downs stellst du auf deine 14V ein und sie liefern mit einem hohen Wirkungsgrad 12 V. Wenn du dann allerdings eine niedrigere Spannung hast, verliert die Spannung nach dem Step down auch eben den 12V Wert. Ich würde mal das Ganze aufbauen und messen, was wirklich rauskommt, nach deinem Laderegler, ob da dann wirklich die 14 V dran sind. Ich könnte mir auch vorstellen, dass es so ein ähnliches Prinzip ist, wie bei einem Laptopladekabel: Wenn du den Laptop am Netz hast, läuft er über das Netz und lädt mit der überschüssigen Energie den Akku auf. Sobald du dann das Kabel ziehst, schaltet er auf den Akkubetrieb.
Und in deinem Fall sind die 14V nur fürs Laden der Batterie (messen bringt vermutlich die Antwort)
@@AlexTbg-SimpleLearning Ich muss mal messen, wenn die Sonne voll scheint und der Laderegler mit maximaler Leistung läd und dann immer wieder mal an den Batterie-Polen und am Lastausgang messen, bis die Batterie komplett voll ist und der Regler auf Erhaltungsladung umstellt usw. Aber wenn die Batterie komplett voll ist und nur der LTE Router am Lastausgang aktiv ist, welcher nur ca. 0,3-1,0 Ampere zieht, werden sicher weit mehr als 12V anliegen, was der Router vielleicht nicht verträgt. Viele 12V Geräte haben ja nen "großen" Spannungsbereich, aber ob das beim Speedport LTE II Router auch der Fall ist weiß leider niemand. Intern sind ja oft kleine DC-DC Wandler verbaut um kleine Schwankungen auszugleichen...
Wenn die Batterie voll ist und die geräte über die batterie betrieben werden, dann sind das 12v weil die batterie eine 12v Batterie ist
@@AlexTbg-SimpleLearning Hmmm, aber wenn der Laderegler bei Sonnenschein doch weiterhin mit 13,8V - 14,4V nachläd, dann liegen an den Polen doch auch diese Spannungen an und somit auch 1:1 am Lastausgang vom Victron 75/15 Laderegler, wo der LTE Router angeschlossen ist...
Naja, es muss ja eigentlich nicht unbedingt sein, dass es gleich ist. Es gibt ja grundsätzlich 2 Anschlüsse. Es kann durchaus sein, dass der regler da noch ne schaltung drinnen hat.
meeegaa