Einen Spannungswandler benötigen wir immer dann, wenn wir eine Spannung umwandeln müssen. In unserem Hobby kann das z. B. eine 5 V Spannung für einen Microcontroller aus 13,8 V sein oder aus einer Batterie mit 12 V eine Versorgungsspannung für einen Laptop mit 19 V zu generieren. Hierbei sprechen wir von DC/DC Wandlern als Step-UP (Hochsetzsteller) oder Step-DOWN (Tiefsetzsteller). Durch die Spannungswandlung entstehen auch Verluste. Das Verhältnis der abgegebenen Leistung zur zugeführten Leistung nennt man Wirkungsgrad. Dieser berechnet sich aus $\eta=\frac{{P}{AB}}{{P}{ZU}}$.
Ein Spannungswandler setzt ${U}{IN}$ = 12 V auf ${U}{OUT}$ = 5 V um. Er nimmt ${I}{IN}$ = 2 A auf und gibt ${I}{OUT}$ = 3 A ab. Wie groß ist sein Wirkungsgrad? Dazu benötigen wir die Leistungen ${P}{ZU}$ und ${P}{AB}$. Diese berechnen sich wie bereits gelernt mit ${P} = {U} \cdot {I}$. In unserem Beispiel also wie folgt:
$${P}_{ZU} = {U}_{IN} \cdot {I}_{IN} = {12} V \cdot {2} A = {24} W $$ $${P}_{AB} = {U}_{OUT} \cdot {I}_{OUT} = {5} V \cdot {3} A = {15} W $$somit ergibt sich:
$$\eta=\frac{{P}_{AB}}{{P}_{ZU}} = \frac{{15}{W}}{{24}{W}} = 0,625$$Um nun $\eta$ in % anzugeben, wird $\eta \cdot 100 %$ genommen und somit ist der Wirkunggrad $\eta = 62,5 %$
Lösungshilfe AB 214: 80%
