Unterschied bzw. Vor- Nachteile analoge/digitale Spannungswandler

Diskutiere Unterschied bzw. Vor- Nachteile analoge/digitale Spannungswandler im Elektronik allgemein Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Hallo zusammen, kann mir jemand den Unterschied bzw. Vor- Nachteile analoger vs digitaler Spannungswandler erläutern? Grüße

  1. DFI

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    Hallo zusammen,

    kann mir jemand den Unterschied bzw. Vor- Nachteile analoger vs digitaler Spannungswandler erläutern?

    Grüße
     
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  3. #2 NachtHacker, 27.12.2009
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    AW: Unterschied bzw. Vor- Nachteile analoge/digitale Spannungswandler

    Warscheinlich meinst du mit "Digital" einen Schaltregler...

    Analoger Spannungsregler, bzw. Linearregler.
    Vorteil:
    Wenig Bauteile, i.d.R. nur zwei zusätzliche Blockkondensatoren, sehr preisgünstig. z.B: UA7805...
    Nur analoge Referenzquellen mit Linearregler liefern eine exakte temparaturabhängige und langzeitstabile Referenzspannung (Z.B.: der REF02)

    Nachteil:
    Je höher die Differenz der Eingangsspannung zur Ausgangsspannung multipliziert mit dem Strom, desto höher die Verlustleistung. Ein solcher U-Regler "verbrät" das was an Spannungseingang zu viel ist!
    Die Eingangsspannung muss immer höher als die Ausgangsspannung sein. Sog. "lowdrop" Regler arbeiten bereits schon ab 0,7V höhere Eingangsspannung. Ein Standardregler braucht ca. 2V mehr

    Schaltregler
    Vorteil:
    Mit einem Schalttransistor und einem Energiespeicher (Spule + Kondensator) regelt der Schaltregler seine Ausgangsspannung und holt aus seiner zur Verfügung gestellten "Eingangsenergie" nur die Leistung heraus, die er für seinen Verbraucher am Ausgang und den geringen Verlusten des Transistors und Spule braucht. Er arbeitet also wesenlich effizienter als der Linearregler.
    Mit Hilfe variabler Impulsbreite der Schaltfrequenz wird die Spannung am Ausgang geregelt. Ist die Ausgangsspannung zu klein, wird der Schaltimpuls breiter gemacht. Ist die Spannung zu groß, wird sie schmäler. Ein Regelkreis der einen Soll/Ist Vergleich macht, bewerkstelligt dies.

    Ein weiterer Vorteil ist, dass die Eingangsspannung fast beliebige Grenzen haben kann. Es gibt prinzipiell 2 Typen: den Abwärtsregler und den Aufwärtsregler.

    Der Abwärtsregler, macht wie der Linearregler aus einer höheren Spannung eine stabile kleinere, jedoch mit besserem Wirkungsgrad.
    Abwärtswandler ? Wikipedia

    Der Aufwärtsregler, macht dagegen aus einer kleineren Spannung eine größere. Das ist einer der großen Hauptvorteile des Reglers. So kann aus einer einzigen Akkuzelle von 1,2V problemlos +12V oder auch eine Symmetrische Spannung wie + - 15V bereitgestellt werden.
    Aufwärtswandler ? Wikipedia


    Nachteil:
    Schaltregler brauchen mehrere Bauteile, wie teure Spulen, Schalttriansistor, spannungsfeste Elkos, Leistungsschottkydiode... Zudem müssen die Schaltimpulse steil sein, um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erreichen. Diese Impulse bringen ein EMV-Problem mit sich, sie können andere Geräte stören. Um die Induktivität möglichst klein zu halten (je kleiner desto billiger) wird eine möglichst hohe Schaltfrequenz (bis zu 300 kHz) verwendet. Die resultierenden Spiegelfrequenzen können bis in den Mittelwellenbereich reinstören und müssen unterbunden werden.
     
  4. DFI

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    AW: Unterschied bzw. Vor- Nachteile analoge/digitale Spannungswandler

    Hallo NachtHacker,

    vielen Dank für deine sehr hilfreiche Antwort! :)
     
  5. bigdie

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    AW: Unterschied bzw. Vor- Nachteile analoge/digitale Spannungswandler

    Hallo
    Das muß nicht immer so sein, Es gibt auch schon kleine kompakte Schaltregler, die Pinkompatibel zur 78er-Reihe sind. Die kosten zwar ein Vielfaches aber wenn der Unterschied zwichen Ein und Ausgangspsannung entsprechend groß ist, spart man diese Kosten relativ schnell über den Strompreis wieder ein. Außerdem spart man auch noch den Kühlkörper.

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  6. #5 NachtHacker, 29.12.2009
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  7. bigdie

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    AW: Unterschied bzw. Vor- Nachteile analoge/digitale Spannungswandler

    Hallo
    Zitat Wikipedia
    Schaltregler ist der Oberbegriff für alles.
    Du kannst ein Schaltnetzteil auch komplett diskret aufbauen. Wenn du Schaltregler und DC-DC Wandler unterscheiden willst, mußt du auch ein Netzteil mit einem Längsregeltransistor und zB. einem 723 zur Ansteuerung vom einem 7805 oder 317 unterscheiden nur weil in denen alles integriert ist.
     
  8. #7 NachtHacker, 29.12.2009
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    AW: Unterschied bzw. Vor- Nachteile analoge/digitale Spannungswandler

    Also über Begriffe, oder Oberbegriffe, wie auch immer kann man sich natürlich streiten und vieles was so landläufig gemeint wird, ist nicht immer eindeutig. Denn der Begriff DC-DC Wandler sagt ja nichts darüber aus, dass es ein Schaltregler ist - obwohl man damit einen meint...

    In einem 7805 ist auch nicht alles integriert, die Blockkondensatoren müssen trotzdem noch angeschlossen werden und ein LM723 arbeitet auch ohne Längstransistor, er liefert dann nur 150mA
     
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  10. #8 kalledom, 29.12.2009
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    AW: Unterschied bzw. Vor- Nachteile analoge/digitale Spannungswandler

    Die Begriffe Schaltregler und Längsregler sind auch für mich Oberbegriffe.
    Ein DC-DC-Wandler kann mit einer Schaltregler- oder Längsregler-Schaltung aufgebaut sein, ebenso ein AC-DC-Wandler. Letzterer wird auch als (Schalt-)Netzteil oder Stecker-Netzteil bezeichnet. Es gibt also sehr viele Begriffe.
    Viele DC-DC-Wandler oder AC-DC-Wandler (z.B. von 24V auf 12V) haben keinen Hinweis darauf, ob es sich um einen Schaltregler oder Längsregler mit dickem Kühlkörper handelt. Über die Größe können evtl. Rückschlüsse gezogen werden.
    Ein Schaltregler kann auch ein Step-Up- oder Step-Down-Wandler sein, ebenso ein Buck- oder Boost-Converter.
    Dann gibt es da noch die Solar- und anderen Regler, die häufig mit einem Schaltregler aufgebaut sind.
    Längsregler haben einen schlechten Wirkungsgrad, weil die überflüssige Spannung * Strom = Leistung als Wärme verloren geht.
    Bei Schaltreglern liegt der Wirkungsgrad zwischen 80% und 98% und es entsteht nur wenig Wärmeverlust.
    Ein Längsregler kann mit ICs oder Transistoren aufgebaut sein. Die Regelung besteht im Wesentlichen aus einem Soll- / Ist-Vergleicher.
    Bei einem Schaltregler wird eine Gleichspannung schnell ein- und ausgeschaltet und an einen kleinen Transformator mit Ferritkern (mit galvanischer Trennung) oder eine (Speicher-)Drossel (ohne galvanische Trennung) abgegeben. Über eine Feedback-Leitung wird die Ein- / Ausschaltdauer der Gleichspannung gesteuert.
     
  11. bigdie

    bigdie Freiluftschalter

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    AW: Unterschied bzw. Vor- Nachteile analoge/digitale Spannungswandler

    Hallo
    Genau so sehe ich das auch und die Links, die ich angegeben habe verweisen auch auf 2 Schaltregler. Beim 2.Link steht Schaltregler sogar im Begleittext.
     
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