Das Nucon DCDC Spannungswandler - Prinzip:

Das Nucon DCDC Spannungswandler Prinzip vereint Eigenschaften unterschiedlicher Spannungswandlermethoden mit verhältnismässig geringem Bauteilaufwand. Zunächst werden in den folgenden Prinzipbildern die konventionellen Methoden kurz dargestellt:

Der Sperrwandler lädt zunächst den Eisenkern, bzw. ein Magnetfeld innerhalb eines Transformators auf. Beim Abschalten des Transistors entlädt sich anschließend die zwischengespeicherte, magnetische Energie über die Diode in den Ladekondensator C_Charge. Es erfolgt keine kontinuierliche Energieübertragung.

Der Flusswandler überträgt direkt bei eingeschaltetem Transistor Energie über den Transformator. Beim Abschalten des Transistors wird das Magnetfeld des Transformators über eine Zusatzwicklung w3 entladen. Sekundärseitig wird der gepulste Strom in den Ladekondensator C_Charge mit einer Drossel geglätet, die eine zusätzliche Freilaufdiode benötigt.

Der PushPull Wandler überträgt bei wechselseitig eingeschalteten Transistoren Switch1 und Switch2 direkt Energie über den Transformator. Eine extra Wicklung um das Magnetfeld des Transformators zu entladen wird nicht benötigt, da diesmal das Magnetfeld des Trafos in beide Richtungen genutzt wird. Wegen der PWM Regelung kommt es aber auch hier zu einer Unterbrechung des Übertragungsflusses.

Den PushPull Wandler gibt es in verschiedenen Ausführungen, die einen erheblichen Aufwand an Steuerung und Bauteilaufwand zur Folge haben können. Diese Abbildung zeigt ein Beispiel mit 4 Wicklungen, 2 Dioden und 2 Transistoren. Es gibt auch die Möglichkeit den Transformator mit lediglich 2 Wicklungen auszuführen, wobei 4 Transistoren primär und 4 Dioden sekundär in einer Vollbrückenanordnung eingesetzt werden. Es wird ein hoher Aufwand betrieben, um das Eisen des Trafos symmetrisch zu nutzen, allerdings wird durch den vollen magnetischen Hub ein erheblich höherer Leistungsfluss durch das Eisen ermöglicht.

NUCON DCDC Spannungswandler Prinzip:

Das patentierte Nucon-DCDC-Spannungswandler Prinzip arbeitet mit nur einem primären Transistor sowohl als Durchflusswandler als auch als Sperrwandler, wobei C_boost mit der Wicklung w3 eine symmetrische Ausnutzung des Eisens ermöglicht. C_boost bewirkt zudem, dass sich der magnetische Fluss innerhalb des Trafos sehr schnell ändern kann, so dass sich entsprechend hohe Ausgangsspannungen einstellen können. Durch die Diodenvollbrückengleichrichtung ergibt sich eine kontinuierliche Energieübertragung ähnlich eines Netztransformators, wobei je nach Tastverhältnis sich die Übertragungsverhältnisse verschieben. Je nach Betriebszustand arbeitet der Konverter mehr als Flusswandler oder als Speerwandler. Da die Übergänge gleitend erfolgen und ein kontinuierlicher Fluss durch den Trafo bei Ausnutzung des vollen magnetischen Hubes erfolgt, können Störungen gering gehalten und hohe Wirkungsgrade erreicht werden. Der DC-DC Konverter eignet sich hervorragend zur Hochspannungserzeugung aus Niederspannung, insbesondere dem wiederholten Aufladen eines Kondensators (z.B. Blitzgeräteanwendung). Das Prinzip verhält sich so als ob sich das Übersetzungsverhältnis des Trafos der sekundärseitigen Lastsituation anpassen würde. Die deutsche Patentschrift kann hier runtergeladen werden.