In der Elektrotechnik werden DC-Converter auch als analoge Gleichstromwandler oder Gleichstromsteller bezeichnet. Sie haben die Aufgabe, eine konstante Eingangsspannung in eine andere Ausgangsspannung umzuwandeln. Diese selbstgeführten Stromrichter finden in der Praxis in der elektrischen Antriebstechnik Anwendung. Die drei Grundarten lauten hier Hochsetzsteller, Sperrsteller und Tiefsetzsteller. Alle drei Typen funktionieren nach dem Prinzip des Gleichspannungswandlers.
Regelung eines DC-Converters
Für die Regelung eines DC-Converters oder Gleichstromstellers sind verschiedene Verfahren möglich, um eine gewünschte Ausgangsspannung zu erhalten. Gleichstromsteller schalten den Eingangsstrom grundsätzlich permanent ein und aus, so dass am Ausgang kein reiner Gleichstrom vorhanden sein kann. Außerdem ermöglichen in der Schaltung von DC-Convertern eingebaute Induktivitäten keine sofortige Abschaltung der Stromversorgung. Aus diesem Grund baut man antiparallel zum Schalter eine sogenannte Schutzdiode ein, die für die Zeit der Abschaltung den Stromfluss übernimmt und auf diese Weise die magnetische Feldenergie abgebaut werden kann. Oft kommen in elektrischen Verbrauchern zusätzlich Glättungskondensatoren zum Einsatz, um mögliche Störungen der Ausgangsspannung zu verhindern.
Verfahren zur Regelung eines DC-Converters
Für die Einstellung der gewünschten Ausgangsspannung werden bei DC-Convertern oder Schaltnetzteilen unterschiedliche Verfahren angewandt. Diese Verfahren sollen die erforderlichen Schaltzeitpunkte des Schalters regeln. Die Steuerung kann nach bestimmten Kriterien unterschieden werden, die je nach Kombination mehr oder weniger vorteilhaft sind.
Es gibt drei Größen, um Steuerungen von DC-Convertern zu charakterisieren:
- Regelgröße: Voltage Mode, Current Mode, Hysteretic Mode
- Frequenz: Pulsweitenmodulation (PWM), Pulsfrequenzmodulation (PFM), Hysteretic Mode
- Strom/Spulenzustand: Unterbrochener Stromfluss (DCM), Kontinuierlicher Stromfluss (CCM)