Ein Sperrwandler ist ein Abwärts-/Aufwärtswandler, bei dem der elektrische Strom isoliert ist und verhindert, dass Energie zwischen den Eingängen und Ausgängen übertragen wird. Es wird sowohl in Anwendungen mit Wechselstrom (AC) als auch mit Gleichstrom (DC) verwendet. Ein Transformator wird innerhalb der Schaltung durch Aufteilen der Induktivität gebildet, und Sperrwandler werden in Hochleistungssystemen wie Computern und Fernsehern verwendet, damit sie so wenig Strom wie möglich verbrauchen. Sie werden hauptsächlich bevorzugt, weil sie weniger Komponenten als andere elektrische Geräte verwenden und relativ kostengünstig zu integrieren sind.
Der Sperrwandler arbeitet durch schnelles Umschalten zwischen Ein- und Aus-Zuständen. Ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) und eine Diode werden verwendet, um das Schalten zu steuern. Im eingeschalteten Zustand des Umrichters speichert ein Transformator Energie und gibt sie beim Ausschalten wieder ab. Die enge Kopplung der Primär- mit den Sekundärwicklungen minimiert die Streuinduktivität oder den Stromabfall aufgrund des magnetischen Flusses zwischen falsch ausgerichteten Wicklungen. In einem Sperrwandler wird die dabei erzeugte Energie als Wärme freigesetzt.
Wenn der Sperrwandlerschalter eingeschaltet ist, sind der Primäreingang des Transformators und die Eingangsspannungsquelle verbunden. Wenn er ausgeschaltet ist, ermöglicht der Schalter, dass Energie vom Transformator zum Ausgang des Wandlers fließt. Mit im Transformator gespeicherter Energie können mehrere Ausgänge eingebunden werden. Die Umrichter haben auch eine Schiene, die belastet wird, um den Transformator über Pulsweitenmodulation zu bestromen.
Durch den geringen Stromverbrauch ist die elektrische Leistungsumwandlung eines Sperrwandlers für Geräte geeignet, die von 50 bis 100 Watt betrieben werden. Jeder hinzugefügte Ausgang besteht aus einer eigenen Wicklung, Diode und einem Kondensator, und mehrere Ausgänge können genug Spannung hinzufügen, um die Streuinduktivität zu erhöhen. Die dadurch verursachte Rufspannung kann durch eine Snubber-Schaltung reduziert werden. Dies gewährleistet einen angemessenen Schutz basierend auf dem verwendeten Transistortyp.
Das Eliminieren der Diode aus dem System klassifiziert das Gerät als Sperrtransformator, der verwendet wird, um eine Plasmalampe oder einen Spannungsvervielfacher zu betreiben. Generell müssen bei einem Sperrwandler der Umrichter und der Regelkreis jeweils getrennt werden. Die Strommodussteuerung ist wichtig, um die Leistungsabgabe zu stabilisieren. Signale für die Spannungsmodussteuerung werden über einen Optokoppler im Stromkreis oder über eine zusätzliche Spulenwicklung erzeugt. Die Regulierung der Spannungs- und Strommodi ist wichtig für Geräte wie Telefonladegeräte, die eine hohe Genauigkeit erfordern, die durch eine gründliche Wellenformanalyse und computergesteuerte Designprinzipien erreicht wird.