Leistungselektronik

Inhaltsverzeichnis

• Was ist Leistungselektronik?
• Wie funktioniert Leistungselektronik?
• Welche Vorteile hat Leistungselektronik?

Was ist Leistungselektronik?

Die Leistungselektronik ist ein Teilgebiet der Elektrotechnik und beschäftigt sich mit der Wandlung von elektrischer Energie auf die Art und Weise, die für das jeweilige Einsatzgebiet benötigt wird. Die Leistungselektronik stellt sicher, dass alle Komponenten eines Systems mit der richtigen Stromversorgung in Bezug auf Spannung, Strom und Frequenz betrieben werden.

Wie funktioniert Leistungselektronik?

Um die elektrische Energie so umzuwandeln, dass sie für den Anwendungsweck geeignet ist, kommen verschiedene Teilsysteme bzw. Schaltungen zum Einsatz. Dabei spielen insbesondere Bauteile wie Transistoren, Thyristoren, IGBT u.v.m. eine zentrale Rolle. Die wesentlichen Schaltungen sowie deren Einsatzgebiete sind:

• Gleichrichter (AC/DC Wandler): Gleichrichter wandeln Wechselstrom in Gleichstrom um. Beispiel: Laden eines Handys an einer Steckdose.
• Wechselrichter: Wechselrichter wandeln Gleichstrom in Wechselstrom um: Beispiel: Einspeisung von Strom aus Solarzellen ins Hausnetz.
• Gleichstromsteller (DC/DC Wandler): Gleichstromsteller verändern die Stromstärke bzw. Spannung nach oben (boost converter) oder nach unten (buck converter). Beispiel: Einstellen der gewünschten Ladespannung für Ladegeräte.
• Wechselstromsteller: Wechselstromsteller dienen dazu, die Phasenanschnittsteuerung zu beeinflussen. Dabei werden die Halbwellen der Wechselspannung zu unterschiedlichen Winkeln (Zündwinkel) abgeschnitten. So kann die mittlere Energie beeinflusst werden. Beispiel: Lampendimmer.
• Schaltnetzteile: Schaltnetzteile sorgen dafür, dass die Netzspannung gleichgerichtet wird und darüber hinaus vom Potenzial getrennt wird. Beispiel: Ladegeräte für Laptops.

Welche Vorteile hat Leistungselektronik?

Die Leistungselektronik ermöglicht die bedarfsgerechte Versorgung aller elektrischen Komponenten. Elektrische Geräte können mit einem hohen Effizienzgrad betrieben werden, da Verluste minimiert werden. Die Leistungselektronik sorgt dabei für die nötige Flexibilität, sodass bspw. Fahrzeugbatterien während der Fahrt durch das Rekuperieren mit Gleichstrom versorgt und geladen werden können, obwohl der Generator zunächst einmal Wechselstrom liefert.