Um den richtigen Spannungswandler für deine Bedürfnisse auszuwählen, ist es wichtig, die verschiedenen Bezeichnungen, Parameter und Leistungsmerkmale zu verstehen. In diesem Ratgeber erhältst du das nötige Wissen, um die richtige Wahl zu treffen.
Eingangs- und Ausgangspannung
Die Eingangsspannung ist die Spannung, die an dem Ort verfügbar ist, an dem du den Spannungswandler einsetzen möchtest. Die Ausgangsspannung ist die gewünschte Spannung.
Spannungen werden in Volt (V) gemessen, während die Frequenz bei Wechselspannung in Hertz (Hz) angegeben wird.
Typische Werte für Gleichspannung sind:
- 12V im Auto oder Wohnmobil
- 24V im LKW
- 12V, 24V, 48V in Solaranlagen
- 5V für Ladegeräte von Handys oder Tablets mit USB-Anschluss
Als Wechselspannung sind die folgenden Spannungen gebräuchlich:
- 220 bis 230V (f=50Hz) in Europa, Indien, China, Hongkong, Thailand, südliches Südamerika
- 110 bis 120V (f=60Hz) in den USA, Kanada, Mexiko, nördliches Südamerika, Japan, Taiwan
Ein Spannungswandler von 12V Gleichspannung auf 230V Wechselspannung kann zum Beispiel an eine Autobatterie angeschlossen werden und liefert dann die Netzspannung wie in einem europäischen Haushalt.
Leistung
Spannungswandler gibt es in verschiedenen Leistungsklassen, angefangen bei wenigen Watt bis hin zu mehreren Kilowatt. Es wird oft zwischen Dauerleistung und Spitzenleistung unterschieden. Da die Spitzenleistung oft nur für sehr kurze Zeit verfügbar ist, ist es sinnvoll, nur die Dauerleistung zu betrachten.
Die Leistung wird in Watt (W) angegeben. Typische Größen sind:
- Ladegerät für Handys: 5W
- Ladegerät für Tablets: 15W
- Xbox 360: 70-90W
- 32-Zoll-Monitor: 50-150W
- Laptop-Netzteil: 100-200W
- Haartrockner: 1800W
- Wasserkocher: 1000-2500W
Um die richtige Größe auszuwählen, ist es sinnvoll, alle Geräte aufzulisten, die du anschließen möchtest. Die Leistungsdaten findest du auf dem Typenschild der Geräte. Wenn du ganz sicher gehen möchtest, kannst du auch ein Strom- oder Leistungsmessgerät verwenden und die maximale Leistung ablesen.
Sicherheitsreserven
Bei normalen Verbrauchern ist es ratsam, eine Sicherheitsreserve von 20 bis 50% einzuplanen. Wenn das anzuschließende Gerät also eine Dauerleistung von 100W hat, sollte der Spannungswandler eine Dauerleistung von mindestens 120 bis 150W aufweisen. Mit dieser Reserve sind Verluste abgedeckt, und es bleibt genug Spielraum, um gelegentlich zusätzliche Geräte anzuschließen.
Durch die Sicherheitsreserve wird der Spannungswandler nicht überlastet, was auch einen positiven Effekt auf die notwendige Kühlung hat. Der Lüfter muss nicht so stark laufen.
Auslegung von Spannungswandlern bei ohm’schen Lasten
Ohm’sche Lasten sind Geräte, die die gesamte zugeführte Energie in Nutzleistung umsetzen. Beim Einschalten entstehen keine höheren Anlaufströme, weshalb der Wandler entsprechend der angegebenen Leistung ausgelegt werden kann.
Beispiel: Wenn das Netzteil eines Monitors eine Leistungsaufnahme von 120W hat und eine Sicherheitsreserve von 50% berücksichtigt wird, sollte der Spannungswandler eine Dauerleistung von 180W haben.
Typische ohm’sche Lasten sind: Akkuladegeräte, Laptop-Netzteile, TFT-Monitore, Plasmafernseher, DVD-Player, Lampen, Heizgeräte
Auslegung von Spannungswandlern bei induktiven Lasten
Induktive Lasten, wie zum Beispiel Motoren, haben einen hohen Anlaufstrom. Die Energie wird nicht sofort als Nutzleistung umgesetzt, sondern es entsteht beim Einschalten eine hohe Blindleistung. In solchen Fällen wird oft das 3- bis 10-fache der Nennleistung benötigt. Die angegebenen Spitzenleistungen stehen meist nur für wenige Millisekunden zur Verfügung und reichen für diese Anlaufströme nicht aus.
Beispiel: Ein kleiner Winkelschleifer hat eine Nennleistung von 500W und benötigt einige Sekunden, bis die Schwungscheibe die volle Drehzahl erreicht. Hier sollte ein Spannungswandler mit einer Leistung von mindestens 1500W ausgewählt werden.
Typische induktive Lasten sind: Elektromotoren, Kühlschränke, Kompressoren, Bohrmaschinen, Kreissägen
Auslegung von Spannungswandlern bei kapazitiven Lasten
Kapazitive Lasten haben die höchsten Anforderungen an die Eingangsspannung. In der Regel ist hier eine reine Sinusspannung erforderlich.
Beispiel: Du möchtest einen Kaffeevollautomaten mit empfindlicher Steuerung in einem Wohnmobil betreiben. Der passende Spannungswandler liefert 1500W (1000W Nennleistung + 500W Reserve) und erzeugt eine reine Sinusspannung.
Typische kapazitive Lasten sind: Steuerungssysteme, Messtechnik, Kaffeevollautomaten oder Kaffeepadmaschinen mit empfindlicher Steuerung (z.B. Senseo und Nespresso), Audiogeräte, Verstärker
Reiner Sinus oder “modifizierter” Sinus?
Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Qualitäten der Ausgangsspannung: Reiner Sinus oder sinusähnlich.
Die europäische Netzspannung ändert sich 50 Mal pro Sekunde von +230V auf -230V und zurück (50Hz). Diese Änderungen können auf zwei verschiedene Arten erfolgen:
Modifizierter Sinus:
Die Spannung ändert sich abrupt in nur wenigen Stufen, was zu starken Störungen führen kann. Viele Geräte kommen damit zurecht, allerdings können diese Störungen empfindliche Bauteile beschädigen oder über Lautsprecher von Musikanlagen hörbar sein.
Einige einfache Spannungswandler erzeugen sogar eine Rechteckspannung mit nur zwei Stufen.
Ob ein Gerät mit einer modifizierten Sinusspannung funktioniert, lässt sich im Voraus meist nicht recherchieren, da hilft nur Ausprobieren. Erfahrungsgemäß kommen die meisten Geräte jedoch damit zurecht.
Bild- und Ton-Geräte (z.B. Fernseher) sowie sensible Elektronik (z.B. moderne Kaffeemaschinen) haben in der Regel Probleme mit dieser Art der Wellenform. Hier wird oft ein “reiner Sinus” benötigt.
Anstelle von “modifizierter Sinus” findet man oft auch die Bezeichnung “sinusähnlich” oder gar keine Angabe dazu.
Reiner Sinus:
Die Spannung ändert sich nahezu stufenlos. Die Erzeugung eines reinen Sinus ist aufwendiger und spiegelt sich vor allem im Preis wider. Dafür treten weniger Störungen auf, und empfindliche Geräte können ohne Bedenken angeschlossen werden. Da ein Spannungswandler mehrere Jahre eingesetzt werden kann, lohnt sich oft die Investition in die höhere Qualität.
Extras
Natürlich gibt es noch weitere Extras, die je nach Einsatzgebiet “nice-to-have” oder sogar notwendig sein können:
Fernbedienung:
Mit einer Fernbedienung lässt sich der Spannungswandler beispielsweise in der Heckgarage eines Wohnmobils einbauen. Das Ein- und Ausschalten kann dann bequem über die Fernbedienung im Wohnraum erfolgen.
Display:
Auf einem Display werden beispielsweise Werte wie Batteriespannung und aktuelle Leistungsaufnahme angezeigt.
Einstellbare Abschaltschwelle:
Die meisten Spannungswandler verfügen über eine Abschaltung, wenn die Batteriespannung unter einen bestimmten Wert fällt. Diese Abschaltschwellen sind jedoch oft so niedrig, dass eine tiefere Entladung der Batterien Schaden verursacht. Bei einigen Spannungswandlern lässt sich die Abschaltschwelle programmieren, um einen batteriefreundlichen Betrieb zu ermöglichen.
Dein Spannungswandler
Mit diesen Informationen solltest du nun in der Lage sein, den richtigen Spannungswandler auszuwählen.
Hier ist eine Checkliste für deinen Spannungswandler:
- Eingangsspannung: _____V
- Ausgangsspannung: _____V
- Leistung: _____W
- Hochwertige sinusförmige Spannung? Ja / Nein
- Gewünschte Extras: ____
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Den richtigen Spannungswandler findest du hier:
- Spannungswandler 12V auf 230V
- Spannungswandler 110V auf 230V
- Spannungswandler 230V auf 110V
