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    Ratgeber

     

    Wissenswertes über DC/DC-Wandler

    Wechselrichter und DC/DC-Wandler zählen in der Elektronik zur Gruppe der Stromrichter. Beide Geräte sind in der Lage, eine Eingangsspannung umzuwandeln. In diesem Ratgeber erfahren Sie, wie sich Wechselrichter und Gleichspannungswandler voneinander unterscheiden und was Sie beim Kauf berücksichtigen sollten.



    Was ist ein Wechselrichter und welche Einsatzgebiete gibt es?

    Bei einem Wechselrichter handelt es sich um ein elektrisches Gerät, das eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandeln kann. Die Einsatzgebiete für Wechselrichter sind vielfältig.

    Ein Schwerpunkt der Konverter liegt mittlerweile im Bereich der erneuerbaren Energien. Sowohl die meisten Windkraftanlagen als auch alle PV-Module erzeugen eine Gleichspannung. Damit eine Einspeisung in die Stromnetze der Versorger erfolgen kann, sorgen Wechselrichter für eine Umwandlung in Wechselstrom.

    Bei Photovoltaikanlagen spricht man auch von Photovoltaik-Wechselrichtern. Darüber hinaus finden sich Wechselrichter in vielen Netzteilen, zum Beispiel in PC-Netzteilen. Aber auch für den Betrieb von USV-Systemen werden Wechselrichter benötigt.

    Es sind sogar spezielle Konverter erhältlich, mit denen sich die 12-Volt-Gleichspannung vom Bordnetz eines Autos in eine 220-Volt-Wechselstrom-Ausgangsspannung transformieren lässt.

    Das ermöglicht den Einsatz von normalen Geräten wie Schaltnetzteilen für Notebooks oder sogar Spielekonsolen im Fahrzeug. Dabei ist allerdings die Leistung, die der Wechselrichter zur Verfügung stellen kann, zu beachten. 

    Das wichtigste Qualitätskriterium für Wechselrichter ist neben dem Wirkungsgrad auch die Qualität der Ausgangsspannung. Einfache mechanische Wechselrichter liefern meist nur einen Ausgangsstrom mit einer Rechteckspannung. Diese eignet sich nicht für den Betrieb von sensiblen Geräten.

    Besser sind elektronische Wechselrichter, die Wechselstrom mit einer reinen Sinuswelle ausgeben. Ein solches Gerät kann auch empfindliche elektrische Verbraucher, wie Computer oder TV-Geräte, mit Strom versorgen. Wechselrichter lassen sich in isolierte und nicht-isolierte-Wechselrichter unterscheiden. Während der isolierte Wandler über einen integrierten Transformator verfügt, fehlt dieser bei einem nicht-isolierten Modell. In unserem Onlineshop finden Sie neben einer Vielzahl verschiedener Wechselrichter mit unterschiedlicher Leistung auch das dazu passende Zubehör.



    Funktion und Verwendungsbereiche von DC/DC-Wandlern

    Während ein Wechselrichter eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt, handelt es sich bei einem DC-DC-Wandler um ein Gerät, das eingehende Gleichspannung in eine geregelte oder ungeregelte Gleichspannung wandelt. 

    Dabei kann die Spannung am Ausgang entweder höher, niedriger, invertiert oder auch isoliert sein. Der Einsatz eines DC-DC-Wandlers, auch einfach Spannungswandler genannt, erfolgt daher immer, wenn die anliegende DC-Spannung nicht zur Betriebsspannung der zu betreibenden Geräte passt. Die Funktion wird durch Kondensatoren realisiert, die sich an Eingang und Ausgang des Wandlers befinden. Der Eingangskondensator speichert Gleichstrom und gibt diesen getaktet an den Ausgangskondensator ab.

    Die Taktung erfolgt durch einen elektronischen Schalter, während eine Induktivität für eine Begrenzung des Stromflusses sorgt. Gleichspannungswandler finden sich in den meisten Netzteilen. DC-DC-Wandler werden aber auch bei der Stromversorgung von Industrie-Baugruppen wie etwa SPS-Steuerungen oder I/O-Boards verwendet.



    Was muss ich beim Kauf von Wechselrichtern und DC/DC-Wandlern beachten?

    Leistung und Wirkungsgrad

    Beim Kauf eines Wechselrichters sollten Sie die maximale Leistung, die das Gerät liefern kann, sowie den Wirkungsgrad im Blick haben. Berücksichtigen Sie zudem die Ein- und Ausgangsspannungen. Sollten Sie empfindliche Geräte wie beispielsweise Computer an einem Wechselrichter betreiben wollen, ist ein Modell, das eine Spannung mit reiner Sinuswelle ausgibt, unbedingt vorzuziehen.

    Je nach Größe einer Photovoltaikanlage gibt es Wechselrichter mit unterschiedlichem Aufbau und unterschiedlicher Leistung. Für kleine Anlagen eignen sich Modulwechselrichter, während sogenannte Stringwechselrichter für kleine bis mittlere Systeme einsetzbar sind.

     Für die Leistung von Großanlagen empfehlen sich dagegen Zentralwechselrichter.


    Spannungseingang und Galvanische Trennung

    Benötigen Sie einen DC-DC-Wandler, sind Ein- und Ausgangsspannung sowie der maximale Ausgangsstrom beim Kauf zu beachten. Falls der Wandler in einem Fahrzeug verwendet werden soll, benötigen Sie ein Modell mit dem passenden 12- oder 24-Volt-Anschluss. Bedenken Sie zudem, dass nicht jeder DC-DC-Wandler eine ausreichende Leistung für den Betrieb von Notebooks oder Spielekonsolen im Auto liefert.

    Für kleine Spannungswandlungen bieten sich nicht-isolierte Gleichspannungswandler an. Hier findet keine Trennung zwischen den Ein- und Ausgängen statt. Für den Betrieb von empfindlichen Geräten oder bei hohen Strömen sind isolierte DC-DC-Wandler dagegen die bessere Wahl. Sie weisen eine hohe Isolationsspannung auf und können Ein- und Ausgangsspannung galvanisch trennen.



    Unser Praxistipp: Bei Betrieb eines Wechselrichters auf die Temperaturentwicklung achten

    Bei der Umwandlung von Gleichstrom zu Wechselstrom entstehen Verluste, die als Abwärme an die Umgebung abgeben werden. Es ist daher ratsam, das Gerät an einem möglichst kühlen Ort zu installieren. Bereits eine dauerhafte Überschreitung der zulässigen Temperatur um 10 °C kann zu einer Reduzierung der Lebensdauer von bis zu 50 Prozent führen.



    Häufig gestellte Fragen zu Wechselrichtern und DC/DC-Wandlern

     

    Warum ist die Höhe des Wirkungsgrades bei einem PV-Wechselrichter wichtig? 

    Die Höhe des Wirkungsgrades gibt Auskunft über die Effizienz des Wechselrichters. Dabei gilt: Je höher der Wirkungsgrad eines Wechselrichters ausfällt, desto mehr Strom kann genutzt und in das Netz eingespeist werden. Sehr gute Wechselrichter erreichen heute einen Wirkungsgrad von bis zu 98 Prozent.


    Was ist ein Abwärtswandler?

    Bei einem Abwärtswandler wird eine Eingangsspannung in eine niedrigere Ausgangsspannung umgewandelt.


    Was versteht man unter der Strom-Spannungs-Kennlinie?

    Die Strom-Spannungs-Kennlinie stellt den Zusammenhang zwischen Strom und Spannung bei zweipoligen elektrischen Bauteilen in Form einer Kurve dar.

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