Was ist ein Abwärtsspannungswandler?

Ein Abwärtsspannungswandler wird normalerweise als ein elektrisches Gerät definiert, das die eingehende Haushaltsspannung in Wechselstrom (AC) aufnimmt und eine viel niedrigere Spannung in Gleichstrom (DC) ausgibt. Diese Geräte werden im Allgemeinen auch als Abwärtsspannungswandler bezeichnet. Gelegentlich ist ein Abwärtsspannungswandler so konzipiert, dass er auch Wechselstrom aufnimmt und auch Wechselstrom ausgibt, z verwenden können, wenn sie nach Hause zurückkehren. Dieses Wechselstrom-zu-Wechselstrom-Gerät wird auch als Elektrolytkondensator-Wandler bezeichnet.

Übliche Einzelhandelsmodelle von Spannungswandlern ähneln normalerweise einem würfelförmigen oder rechteckigen schwarzen Plastikkasten, mit einem Ende, das in eine Wechselstrom-Wandsteckdose eingesteckt wird, und einem Gleichstromkabel und einem Stecker für das Gerät am anderen Ende. Die Ausgangsspannung für diese Geräte reicht von etwa 3 Volt bis 24 Volt, abhängig von den Anforderungen des elektrischen Geräts. Einige Modelle von Abwärtsspannungswandlern verfügen auch über einen Schiebeschalter zur Auswahl der Ausgangsspannung, die oft von 3-12 Volt reicht, was den Spannungswandler zu einem Mehrzweckgerät für viele Niederspannungsgeräte von Elektrorasierern bis hin zu CD-Playern und Gleichstromwerkzeugen macht. Spannungsregler sind an einen Abwärtsspannungswandler angeschlossen, der mehrere Spannungsausgangspegel bietet, und Regler werden dort eingesetzt, wo der DC-Ausgang für empfindliche Elektronik genau sein muss.

Das Funktionsprinzip eines Abwärtsspannungswandlers basiert auf einer elektrischen Verdrahtung, die um einen Elektromagneten gewickelt ist. Mehr Drahtwindungen auf der Eingangsseite des Elektromagneten reduzieren die Ausgangsspannung entsprechend. Ein 240-Volt-Wechselstromwandler mit 20 Drahtwindungen am Eingang würde standardmäßig 120 Volt Wechselstrom ausgeben, wenn am Ausgangsende des Wandlers 10 Drahtwindungen vorhanden wären. Induktionsspulen waren die früheste Form von Spannungswandlern, die dieses Prinzip nutzten, das 1831 von Michael Faraday entdeckt wurde und später als Faradaysches Induktionsgesetz bekannt wurde.

Da ein Abwärtsspannungswandler, der an eine Steckdose angeschlossen ist, immer „an“ ist, auch wenn das andere DC-Ende nichts mit Strom versorgt, können sie erhebliche Wärme erzeugen und weiterhin Strom mit einer konstanten Rate ziehen. Dies liegt daran, dass ein herkömmlicher Abwärtsspannungswandler im Umwandlungsprozess bis zu 50% des Stroms aus der Steckdose als Wärmeenergie verschwendet. Einige moderne gleichstrombetriebene Geräte umgehen diesen Wärme- und Energieverlust, wie z. B. Personalcomputer, indem sie ein geschaltetes Netzteil anstelle eines standardmäßigen linearen Gleichstromwandlers verwenden. Bekannt als geschalteter Kondensator oder geschalteter Kondensatorspannungswandler, verwenden sie Transistoren zusammen mit dem Abwärtstransformator, um die Effizienz zu erhöhen, und ziehen nur Strom aus der Steckdose, wenn er vom Gerät benötigt wird.