Hochsetzsteller

In diesem Artikel geht es um den Aufbau und die Funktionsweise eines Hochsetzstellers.

Neben dem Begriff Hochsetzsteller sind auch die Begriffe Aufwärtswandler oder auch die englischen Bezeichnungen Boost-Converter oder Step-Up-Converter gebräuchlich.

Mit dem Hochsetzsteller wird in der Elektronik ein Gleichspannungswandler bezeichnet.

Dieser Gleichspannungswandler erzeugt aus einer Gleichspannung eine höhere Ausgangsspannung.

Im Gegensatz zum Tiefsetzsteller ist die Ausgangsspannung also immer höher als die Eingangsspannung.

Daher der Name 😉

Prinzip des Hochsetzstellers

Beim Hochsetzsteller wird die Eigenschaft einer Spule genutzt, einen fließenden Strom auch bei abgeschalteter Spannung weiterzutreiben. Die im Magnetfeld gespeicherte Energie verhindert, dass der Strom „zusammenbricht“.

Durch diesen Strom wird elektrische Ladung auf den Kondensator gebracht und somit eine Spannung aufgebaut.

Über einen elektronischen Schalter, also z.B. einem MOSFET, einem GTO-Thyristor oder einem Transistor wird die Spule in kurzen Abständen immer wieder gegen Masse geschaltet, so dass der Strom durch die Spule die damit im Magnetfeld gespeicherte Energie immer wieder aufbaut.

Beim anschließenden Sperrzustand des Schalters kann diese Energie wieder an den Kondensator abgegeben werden.

Die Spule pumpt also immer wieder Ladung auf den Kondensator, weshalb diese Schaltung auch Ladungspumpe genannt wird.

Eine Diode verhindert, dass der Kondensator bei geschlossenem Schalter, also wenn die Spule gegen Masse geschaltet ist, wieder entladen wird.

So gelangen also immer wieder neue Elektronen auf den Kondensator, dessen Spannung im unbelasteten Fall theoretisch also immer weiter steigen würde.

Bei dem belasteten Hochsetzsteller fließt jedoch auch ausgangsseitig ein Strom. Der Kondensator wird also immer wieder entladen.

Das Gleichgewicht zwischen dem Kondensator über die Ladungspumpe zugeführten Ladung und der über den Laststrom abgeführten Ladung ergibt die jeweilige Ausgangsspannung.

Das Video zum Hochsetzsteller

Im Video wird die Schaltung eines Hochsetzstellers einmal in PSPICE aufgebaut.

Auf der Seite von FlowCAD steht die Schaltung zum Download zur Verfügung.

Viel Spaß mit dem Video.

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