Inverswandler - Buck-Boost Converter

 

Funktionsweise

Auch der Grundaufbau eines Inverswandlers, bzw. Buck-Boost Converter, ist sehr einfach zu verstehen. Die Schaltung hat zwei Zustände.

• Zustand 1: Schalter S ist geschlossen

  

Bei anliegender Eingangsspannung UE fliesst Strom durch die Spule L, die gespeicherte Energie steigt an.

• Zustand 2: Schalter S wird geöffnet

 

Die Spule erzeugt eine Spannung, weil sie den Stromfluss weiter aufrechterhalten will. Die im Magnetfeld gespeicherte Energie der Spule lädt den Kondensator C auf. Die Ausgangsspannung UA entsteht.

Während dem geschlossenen Zustand wird Energie gespeichert, die im geöffneten Zustand an den Ausgang abgegeben wird.

Der Kondensator C dient zur Spannungsglättung.

Die Diode D sorgt dafür, dass der Kondensator nicht schon bei geschlossenem Schalter geladen wird.

Damit ist auch klar, warum der Buck-Boost Converter Inverswandler genannt wird. Die Spannung am Ausgang ist gegenüber der Eingangsspannung invertiert.

 

Wie wird ein Buck-Boost Converter geregelt?

Ein Regler-IC vergleicht die Ist-Ausgangsspannung über eine Feedback Leitung mit der Soll-Ausgangsspannung und passt das PWM Signal für den Schalter (Transistor) dementsprechend an.

Das Verhältnis des Schalters im geschlossenen und offenen Zustand entscheidet über die Höhe der Ausgangsspannung.

 

Ein nahtloser Übergang zwischen "Buck" und "Boost" ist somit ohne weiteres möglich.

Wie baut man einen Buck-Boost Converter?

Es gibt viele verschiedene ICs die das Regeln von Inverswandlern übernehmen. Angenehmerweise werden die beliebtesten davon als fertiges Modul verkauft, wie z.B. der XL6009 basierte Buck-Boost Converter.

 

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Gleichspannungswandler, DC-DC Wandler Vergleich