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DCコンバータ

Wirkungsgrad ist einer der zentralen Begriffe im Zusammenhang mit DC - Wandlern. Wie in jedem technischen ger�t beschreibt der Wirkungsgrad eines DC - Wandlers das Verh�ltnis von abgegebener zu zugef�hrter Leistung. Elektrotechnisch gesehen also das Verh�ltnis aus den Produkten Ausgangsspannung und Ausgangsstrom des DC - Wandlers und Eingangsspannung mal Eingangsstrom. Je nach Aufbauprinzip ist dieser �blicherweise bei ca. 70 - 90% und mehr f�r ungeregelte und 70 - 85% f�r geregelte DC - Wandler.
Geregelte DC - Wandler, bei denen die Regelung durch einen L�ngsregler realisiert wird erreichen nur eher m��ige Wirkungsgrade von 50 - 70%, w�hrend geregelte DC - Wandler mit Feedback (prim�rgetaktet) Wirkungsgrade bis 90% erreichen k�nnen. Dies zeigt, dass f�r die Regelung eines DC - Wandlers in jedem Betriebspunkt eine gewisse Energie aufzuwenden ist um die Regelung aktiv zu erhalten. Besonders deutlich wird dies wenn der DC - Wandler im Leerlauf betrieben wird, also ohne Ausgangslast. Dann ist die Stromaufnahme am Eingang deutlich h�her als bei einem ungeregelten DC - Wandler gleicher Leistungsklasse.

Ma�nahmen zur Wirkungsgraderh�hung sind sowohl gezielte Bauteilauswahl wie MOSFETs statt Bipolartransistoren oder Shottky - Dioden statt Siliziumdioden, dies wird in erster Linie bei ungeregelten DC - Wandlern angewandt. Aber auch Anwendung von komplett anderen Schaltungstechniken wie Synchrongleichrichtung statt Diodengleichrichtung, eine Ma�nahme die sich f�r geregelte DC - Wandler anbietet, v.a. bei h�heren Leistungen. Je h�her der Wirkungsgrad eines DC - Wandlers umso h�her kann auch die maximal zul�ssige Betriebstemperatur sein verglichen mit einem DC - Wandlers gleichen Aufbaus aber geringeren Wirkungsgrades. Durch die geringere Selbsterw�rmung des DC - Wandlers mit h�herem Wirkungsgrad wird diese Abw�rme auch bei h�heren Temperaturen noch ausreichend �ber Konvektion abgegeben und die K�hlwirkung ist auch dann noch gew�hrleistet. Bei nichtisolierenden DC - Wandlern oder Schaltreglern ist der Wirkungsgrad durch eine andere Schaltungstopologie bedingt nochmals um einige Prozentpunkte h�her, das Maximum liegt hier bei 97%, d.h. nur 3% der zugef�hrten Leistung werden als Abw�rme "verbrannt" was dazu f�hrt, dass derartige Wandler bis 7,5W in einer Baugr��e gefertigt werden k�nnen, die bei isolierenden DC - Wandlern nur bis 1W m�glich sind.