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1 Grundlagen
1.1 Gleichspannungswandler
Zur Auswahl stehen nicht isolierte und isolierte Gleichspannungswandler und nachfol-
gend eine Auswahl an verschiedenen Schaltungstopologien:
Nicht isolierte Gleichspannungswandler:
• Abwärtswandler (engl.: Buck Converter, Step Down Converter)
• Aufwärtswandler (engl.: Boost Converter, Step Up Converter)
• Abwärts-/Aufwärtswandler (engl.: Buck-Boost Converter)
• Inverswandler (engl.: Inverting Converter)
• SEPIC-Wandler (engl.: SEPIC Converter)
• Ladungspumpe (Schaltkondensatorwandler, engl.: Switched-Capacitor Voltage
Converter)
Isolierte Gleichspannungswandler:
• Sperrwandler (engl.: Flyback Converter)
• Eintaktflusswandler (engl.: Forward Converter)
• Gegentaktflusswandler (engl.: Push-pull Converter)
• Resonanzwandler (engl.: Resonant Converter)
• Halbbrückenwandler (engl.: Half Bridge Converter)
• Vollbrückenwandler (engl.: Full Bridge Converter)
Die nicht isolierten Wandler stellen eine günstige Lösung für viele Anwendungen dar
und werden häufig bei kleinen Spannungswandlungen verwendet. Hohen Eingangs-
spannungen oder Transienten können sie jedoch nicht viel Schutz entgegensetzen. Die
isolierten Gleichspannungswandler hingegen besitzen eine hohe Isolationsspannung
und können somit zur potentialfreien Masseverbindung (Trennung) zwischen den Ein-
und Ausgängen eingesetzt werden. Hierfür werden zusätzliche Bauteile benötigt und
sie sind hierdurch aufwendiger und somit kostenintensiver.
Bei einer diskreten Schaltreglerlösung werden die notwendigen Bauteile direkt auf der
Leiterplatte verbaut und im Vorfeld muss eine Auswahl und Dimensionierung der ein-
zelnen Bauteile vorgenommen werden. Zudem müssen bereits zu Beginn des Designs
die Themen EMV, Wärmemanagement sowie Wirkungsgrad und Temperaturverhalten
der Schaltung berücksichtigt werden und mehr denn je hängt diese Entwicklung vom
Know-how und den Zeitressourcen des Anwenders ab.
Eine Alternative zu einem diskret aufgebauten Gleichspannungswandler ist ein Power
Modul. Bei diesen Produkten sind sämtliche Bauteile für einen DC/DC-Wandler (IC,
Transistoren, Kapazitäten und Induktivitäten) in einem Gehäuse verbaut und teilweise
sind sogar schon die Ein- und Ausgangskondensatoren integriert oder durch Applica-
tion Notes schnell realisierbar.
Ein weiterer Vorteil der Power Module ist der ungebrochene Trend zur immer weiter
voranschreitenden Miniaturisierung, denn ein Power Modul benötigt eine bedeutend
kleinere Fläche auf der Leiterplatte als eine diskrete Lösung. Auch die Einhaltung der
entsprechenden Normen und Leistungsdaten werden vom Power Modul-Hersteller im