Spannungswandler
Was ist ein Spannungswandler?
Sobald die Batteriespannung Ihrer Maschine nicht mehr 12 V oder 24 V beträgt, wird mit Sicherheit ein Spannungswandler benötigt. DC/DC-Wandler sind für die Elektrifizierung mobiler Maschinen und allgemein für elektromechanische Leistungssysteme unerlässlich. Sie werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt:
Versorgung von Zusatzgeräten: Die Hochspannungsbatterien (48V bis über 400V) von Elektrofahrzeugen müssen in 12V oder 24V umgewandelt werden, um Geräte wie Beleuchtung, Bildschirme, Sensoren und Bordcomputer mit Strom zu versorgen.
Aufladen der 12V-Bleibatterie: Selbst in einem 100%igen Elektrofahrzeug ist häufig eine herkömmliche Bleibatterie vorhanden, um die Bordsysteme im Stand oder als Notstromversorgung zu betreiben. Der DC-DC-Wandler sorgt dafür, dass sie ständig aus der Hochspannungsbatterie aufgeladen wird.
Kompatibilität mit Multispannungsarchitekturen: Einige Fahrzeuge kombinieren mehrere Spannungsebenen (z. B. 48 V für Energierückgewinnungssysteme und 12 V für Zubehör). DC-DC-Wandler ermöglichen ein reibungsloses und effizientes Management dieser unterschiedlichen Spannungen.
Wie wählt man einen DC-DC-Wandler aus?
1 // Eingangsspannung
Die Eingangsspannung entspricht dem Gleichspannungsbereich, den der Wandler von der Stromquelle (Batterie, DC-Bus usw.) annehmen kann. Es ist entscheidend, ein Modell zu wählen, das für die tatsächliche Systemspannung geeignet ist und mögliche Schwankungen berücksichtigt (z. B.: 60 bis 160 V bei einer Nennspannung von 120 V der Batterie).
2 // Ausgangsspannung
Die Ausgangsspannung ist der Gleichstromwert, den der Umrichter liefert, um die Geräte zu versorgen. Die gängigsten Spannungen sind 12 V oder 24 V, aber je nach Bedarf sind auch andere Werte möglich. Die Regelung dieser Spannung muss präzise sein, auch wenn die Eingangsspannung schwankt.
3 // Ausgangsleistung
Die maximale Leistung, die der Konverter liefern kann (ausgedrückt in Watt), muss ausreichend sein, um den kumulierten Bedarf der angeschlossenen Geräte zu decken. Es wird empfohlen, einen Spielraum vorzusehen, um eine Überlastung zu vermeiden und die langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
4 // Aktivierungsbefehl (Eingang 'Enable')
Einige Umrichter verfügen über einen integrierten „Enable“-Eingang, mit dem der Ausgang über ein Steuersignal ein- oder ausgeschaltet werden kann. Auf diese Weise kann die Stromzufuhr zu bestimmten Schaltkreisen unterbrochen werden, wenn sie nicht benötigt wird, wodurch der Energieverbrauch des Systems optimiert wird.
5 // Art der Anschlüsse
Die Art der Anschlüsse wirkt sich auf die Produktintegration aus: Bei einigen Modellen sind die Kabel direkt in das Gehäuse eingegossen, um eine bessere Abdichtung zu gewährleisten, während andere mit Steckverbindern ausgestattet sind, um die Wartung oder den Austausch zu erleichtern. Die Wahl hängt von den Umgebungsbedingungen und den Wartungsanforderungen des Systems ab.
6 // Galvanische Trennung Eingang/Ausgang
Einige DC-DC-Wandler bieten eine galvanische Trennung zwischen dem Eingang und dem Ausgang. Das bedeutet, dass es keine direkte elektrische Verbindung zwischen den beiden Stromkreisen gibt: Die Energie wird über einen Transformator oder eine andere Isolationstechnologie übertragen.
Diese Isolierung schützt empfindliche Geräte, begrenzt Erdschleifen und erhöht die Sicherheit, insbesondere in Systemen, in denen der Eingang und der Ausgang mit sehr unterschiedlichen Potentialen betrieben werden. Dies ist ein wichtiges Kriterium in anspruchsvollen Umgebungen oder solchen, die elektromagnetischen Störungen ausgesetzt sind.
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