Spannungswandler im Kraftfahrzeug

Ein Spannungswandler ist ein Zusatzgerät für die Verwendung in Lkws oder anderen Fahrzeugen mit einer Bordspannung, welche von der eines zu betreibenden Gerätes abweicht. Er dient zur Versorgung von externen Verbrauchern und hat die Aufgabe, die Bordspannung des Fahrzeugs, die in der Regel 12 oder 24 Volt beträgt, umzuwandeln. Die erforderliche Ausgangsspannung ist dabei abhängig von der notwendigen Versorgungsspannung für den Verbraucher. Üblicherweise beträgt diese 12 Volt. Häufig können die Wandler über die Buchse des Zigarettenanzünders mit dem Bordnetz verbunden werden. Es gibt jedoch auch Spannungswandler, die über Kabelverbindungen direkt in das Bordnetz integriert werden können. Diese eignen sich, wenn ein Gerät fest im Fahrzeug installiert werden soll, wodurch sich offen verlegte Kabel vermeiden lassen und die Spannung auch zu mehreren Verbrauchern verteilt werden kann.

Einsatzgebiete

Anwendung finden solche Umwandler häufig im Lkw-Bereich bei Fernfahrern, da somit Geräte wie Kühlboxen oder Handy- und Laptopladegeräte betrieben werden können, welche auf 12 Volt Bordspannung für den Pkw-Bereich ausgelegt sind. Für den Betrieb von Alltagsgeräten gibt es auch Wandler, welche als Ausgang einen 230 Volt Standardnetzstecker mit Wechselstrom besitzen und eine ausreichend hohe Leistung zur Verfügung stellen können. Deshalb werden sie auch oft in Wohnmobilen oder auf Sportbooten eingesetzt, um auf Reisen übliche Haushaltsgeräte ohne einen Anschluss ans feste Stromnetz verwenden zu können.

Arten und Funktionsweise

Spannungswandler können entweder Gleichstrom in Gleichstrom wandeln, wobei nur die Spannung verändert wird (DC-DC-Wandler) oder sie wandeln die Gleichspannung in eine Wechselspannung um (DC-AC-Wandler). Bei DC-DC-Wandlern wird ein elektronisch gesteuerter Schalter (z.B. MOSFET) so oft geöffnet und geschlossen, dass im Mittel die gewünschte Spannung entsteht. Eine Spule oder ein Kondensator im Schaltkreis dient als Pufferspeicher, welcher die Spannungsschwankungen durch die Schaltvorgänge ausgleicht, sodass eine nahezu konstante Ausgangsspannung erzeugt wird. DC-AC-Wandler arbeiten hingegen mit einem Wechselrichter. Hierbei werden vier schaltbare Dioden so angesteuert, dass die Stromrichtung permanent wechselt. Die Ansteuerung findet dabei so statt, dass im Mittel ein Spannungsverlauf entsteht, welcher der Wechselspannung angenähert ist. Moderne Geräte benötigen jedoch einen genauen Wechselspannungsverlauf, weshalb für deren Einsatz ein Wechselrichter mit einer Sinusglättung notwendig ist.