Verständnisfrage zu Spannungsumwandler

[Chris007]

Hallo, vielleicht kann mir jemand bei dem Thema helfen.

Ich bin bei Ebay auf so ein "DC zu USB Quick Charge" Modul gestoßen

Wenn man da mit 18V und 1A reingeht und das dann auf z.B. 9V umgewandelt wird, was passiert dann mit den Ampere. Wird 18V 1A input dann zu 12V 1A, weil von den 18V einfach elektronisch auf 12V runtergeregelt wird oder wird da tatsächlich auf 9V und 2A umgewandelt. Sprich 18W rein -> 18W raus (minus Verluste durch die Regelung).
Sind dort tatsächlich verschiedene Spulen zur Umwandlung verbaut oder wie wird sowas überhaupt geregelt, vielleicht hat da jemand noch ein Stichwort für mich wo man sich dazu belesen kann.

Anwendung wäre z.B. kleines 20W Solarmodul mit 18V und 1A DC Stecker in das Modul und Quick Charge Powerbank auf der anderen Seite die maximal 18W Ladeleistung (mittels Quick Charge Protokoll) verträgt.

link zum Modul
https://www.ebay.de/itm/Quick-Charge-USB-5V-12V-QC3-0-2-0-Dual-Fast-Charging-Module-DIY-Phone-Charger/123021664465?_trkparms=aid=555018&algo=PL.SIM&ao=1&asc=59537&meid=8635e7ef52b54cc493a72bf7bf4aac39&pid=100005&rk=2&rkt=6&sd=273748940716&itm=123021664465&pmt=1&noa=0&pg=2047675&_trksid=p2047675.c100005.m1851

 

[Masamune2]

Letzteres ist richtig. Aus den 18V 1A (also 18 Watt) werden auf der Ausgangsseite 9V mit irgendwas zwischen 1 und 2A da die Wandlung natürlich nie ohne Verlust stattfindet.

 

[lexoon]

Üblicherweise werden Abwärtswandler (engl. Step-Down) verwendet, die regelmäßig den Eingang zu und wieder abschalten, sodass am Ausgang die kleinere Spannung ankommt. Die bestehen im Prinzip aus zwei Power Transistoren und einem Regelcontroler, einer Spule und Filterkapazitäten.
Es ist wie du schreibt, 18V 1A Eingang -> z.B. 9V und ~2A am Ausgang. Die Verluste betragen so etwa 10-20%, d.h. eher 1,6A am Ausgang. Der Verlust kommt aber hauptsächlich nicht nur durch die Regelung zustande, sondern in der Spule geht einiges durch Abwärme verloren und das schalten der Transistoren führt zu Verlusten.

 

[Chris007]

Interessant, danke für die Erklärungen.
Dann werde ich mir wahrscheinlich mal sowas, zusammen mit einem 20W Modul bestellen.

Ein Marken 14W Solarpanel mit festem USB Stecker habe ich schon, doch da kommen nur die normalen 5V bei 1-1,2A aus dem Stecker, dass heißt zur Mittagszeit im Sommer verschenkt man enorm viel Ladeleistung (Im Winter ist es ja egal, da würde man die 14W sowieso nicht schafften).

Daher kam jedenfalls die Idee mit dem "Quick Charge Modul" am DC Stecker.

 

[florian.]

So auf den ersten Blick würde ich sagen das das Teil irgendwas um die 0,5-1 Watt Kühlen kann.
Würde das aus 18V 1A (18W) jetzt 9V 1A (9W) machen, müsste das Teil 9Watt als Wärme abführen.
Da schmilzt das ding innerhalb kürzester Zeit.

also scheidet das schon mal aus

 

[Samurai76]

@florian.: Nein, das ist nicht korrekt. Die beschriebene Funktion von Dir trifft auf Festspannungsregler (z.B. 7812 oder 7805), diese Arbeiten Eingangsseitig mit einem höheren Strom als auf der Ausgangseite (1A Ausgang bedeutet dann 1A + Verluste am Eingang). Step-Down oder DC-DC Wandler arbeiten intern anders, dort gilt Ausgangsleistung = Eingangsleistung + Verluste). Der Festpannungsregler würde also im Beispiel 1A Ausgang (was er bei max 1A im Eingang nicht schafft) tatsächlich 9W + interne Verluste Abführen. DC-DC oder SD Regler würde immer (Beispiel) 10% Verlust haben, diese könnten also am Ausgang fast 2A liefern und müssten dann trotzdem nur 1,8W Verlust abführen.

 

[ChiliSchaf]

Was @Samurai76 sagt. Das oben abgebildete ist ein Schaltwandler, der die Spannungsreglung durch hochfreqentes Durch- und Abschalten des Eingangs erreicht (Plus Filterung durch Kondensator + Induktivität, um aus den Pulsen sowas wie eine halbwegs glatte Gleichspannung zu machen). Damit sind die abzuführenden Verluste vergleichsweise gering - die Dinger bleiben kühl. Ein linearer Festspannugnsregler wie die angesprochenen 78xx verbrät die Differenz als Wärme und würde im obigen Anwengungsfall eine massivste Kühlung benötigen.

 

[florian.]

Die beschriebene Funktion von Dir trifft auf Festspannungsregler (z.B. 7812 oder 7805),

weiß ich doch / sag ich doch.
Ich wollte dem TE nur klar machen, dass es eben keine Technik alla 7805 sein kann, weil das Teil dann eben schmelzen würde.

 

[Chris007]

zu dem verlinktem Modul, bei einem anderen Hersteller stand auch was zur Effizienz. Die wurde mit 90-97% angegeben, je nachdem, wie viel Volt rein und rausgehen und wie groß die Last ist.

Bei einem anderen Modul mit DC Eingang, welches bis zu 180W in USB Quick Charge umwandelt, stand es noch genauer, aber das ist für meinen Fall schon ziemlich überdimensioniert. Aber trotzdem interessante Technik.
https://www.aliexpress.com/item/330...6.0&pvid=e1ea8107-fa64-4316-9f52-37a95450e808

"Efficiency: 12V input 5V2A output is about 98%, 24V input 5V4A output is about 95%, 24V input 20V3A output is about 97%.
Static power consumption: less than 10mA, within the full nominal input voltage range. "

Ich schätze mal, dass man aufgrund von Lizenz Rechten solche Geräte auch nur aus China kommen, die können ja sämtliche Quick Charge Protokolle für alle Hersteller, ich weiß nicht, ob das so vom Erfindern so vorgesehen war
(so weit ich weiß, müssen die Hersteller ja diese Quick Charge Lizenzen für ihre Geräte kaufen, also zum Beispiel "QC3.0" von Qualcomm, Huawei hat dann wieder einen anderen Schnelllade Standard, Oppo auch, und Apple sowieso)