Description
Der DC-DC Step-Down Spannungswandler mit einstellbarer Konstantspannung (CV) und Konstantstromregelung (CC) ist ein leistungsstarkes DC-Stromversorgungsmodul zur Reduzierung und Regelung von Gleichspannungen.
Im Gegensatz zu einfachen Step-Down-Modulen wie dem LM2596 ermöglicht dieser Wandler nicht nur die Einstellung der Ausgangsspannung, sondern auch die separate Begrenzung des Ausgangsstroms.
Dadurch eignet sich das Modul besonders für leistungsstarke LED-Anwendungen, geregelte Stromversorgungen, Elektronikprojekte, Prüfstände und geeignete Ladeanwendungen.
Der Spannungswandler ist in zwei Leistungsvarianten erhältlich:
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10A-Version: Eingang 7–32V DC, Ausgang 0,8–28V DC, einstellbare Strombegrenzung bis 12A laut Anbieter.
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20A-Version: Eingang 6–40V DC, Ausgang 1,2–35V DC, maximaler Ausgangsstrom 20A.
Beide Ausführungen arbeiten als nicht galvanisch getrennte Buck Converter (Step-Down) und verfügen über einstellbare Spannungs- und Stromregelung.
Hauptmerkmale
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DC-DC Step-Down Spannungswandler mit CC/CV-Regelung
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Zwei Varianten: 10A und 20A
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Einstellbare Ausgangsspannung
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Einstellbare Ausgangsstrombegrenzung
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Konstantspannungsbetrieb (CV)
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Konstantstrombetrieb (CC)
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Hoher angegebener Wirkungsgrad bis 95–96%
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Nicht galvanisch getrennte DC-DC-Wandlung
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Kurzschlussschutz durch Strombegrenzung
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Geeignet für leistungsstarke LED-Anwendungen
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Für geregelte DC-Stromversorgungen und Elektronikprojekte
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Zusätzliche Kühlung bei hohen Ausgangsströmen empfohlen
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Einstellung über CV- und CC-Potentiometer
Technische Daten im Vergleich
| Eigenschaft |
10A-Version |
20A-Version |
| Wandlertyp |
Step-Down / Buck |
Step-Down / Buck |
| Regelungsart |
CC / CV |
CC / CV |
| Eingangsspannung |
7–32V DC |
6–40V DC |
| Ausgangsspannung |
0,8–28V DC |
1,2–35V DC |
| Ausgangsstrom |
Bis 12A laut Detaildaten |
Bis 20A |
| Einstellbarer Konstantstrombereich |
0,2–12A |
Einstellbar, Bereich nicht spezifiziert |
| Maximale Ausgangsleistung |
Ca. 300W laut Anbieter |
Nicht angegeben |
| Maximaler Wirkungsgrad |
95% |
96% |
| Schaltfrequenz |
300kHz |
150kHz |
| Leerlaufstrom |
Typisch 20mA |
Nicht angegeben |
| Kurzschlussschutz |
Ja, über Strombegrenzung |
Ja |
| Überstromschutz |
CC-Regelung |
Ja |
| Ausgangs-Rückstromschutz |
Nicht angegeben |
Ja, laut Anbieter |
| Betriebstemperatur |
−40 bis +80°C |
−20 bis +75°C |
| Betriebsfeuchtigkeit |
Nicht angegeben |
5–95% RH |
| Abmessungen |
Nicht angegeben |
60 × 52 × 29mm |
| Galvanische Trennung |
Nein |
Nein |
| Zusätzliche Kühlung |
Bei hoher Last erforderlich |
Ab 10A empfohlen |
Wichtiger Hinweis zur 10A-Version: Die Variante wird als „10A“ angeboten, während die technischen Detailangaben bis zu 12A nennen. Für eine konservative Produktauswahl sollte die 10A-Version als 10A-Klasse betrachtet werden. Ein Betrieb mit 12A ist ohne bestätigte thermische und elektrische Grenzwerte nicht als garantierter Dauerbetrieb anzusehen.
CC/CV – Konstantspannung und Konstantstrom
Die beiden Betriebsarten ermöglichen eine flexible Verwendung des Moduls.
CV – Constant Voltage (Konstantspannung)
Im CV-Modus regelt der Wandler die Ausgangsspannung auf den eingestellten Wert.
Solange der angeschlossene Verbraucher weniger Strom benötigt als die eingestellte Stromgrenze, bleibt die Ausgangsspannung annähernd konstant.
Beispiel:
Ein 24V-DC-Netzteil wird verwendet, um einen Verbraucher mit geregelten 12V zu versorgen.
CC – Constant Current (Konstantstrom)
Im CC-Modus begrenzt das Modul den Ausgangsstrom auf den eingestellten Wert.
Wenn der Verbraucher mehr Strom aufnehmen möchte, reduziert der Wandler die Ausgangsspannung entsprechend.
Beispiel:
Eine geeignete LED-Last soll mit einem maximalen Strom von 2A betrieben werden.
Dazu wird die Strombegrenzung auf 2A eingestellt und die maximal zulässige Ausgangsspannung passend zur LED-Last festgelegt.
Der Wandler kann dadurch als einstellbare Konstantstromquelle verwendet werden.
Unterschied zwischen 10A- und 20A-Version
10A-Version – Kompakter Hochleistungs-Buck-Converter
Die 10A-Ausführung eignet sich für Anwendungen mit mittlerem bis höherem Leistungsbedarf.
Technische Merkmale:
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Eingang: 7–32V DC
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Ausgang: 0,8–28V DC
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Einstellbare Strombegrenzung: 0,2–12A laut Anbieter
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Schaltfrequenz: 300kHz
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Maximaler Wirkungsgrad: 95%
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Angegebene maximale Ausgangsleistung: ca. 300W
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Typischer Leerlaufstrom: 20mA
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Betriebstemperatur: −40 bis +80°C
Die vier hochfrequenztauglichen Elektrolytkondensatoren sollen die Ausgangswelligkeit reduzieren und die Spannungsstabilität verbessern.
Für hohe Dauerlast ist eine ausreichende Kühlung erforderlich.
20A-Version – Leistungsstarker Buck-Converter
Die 20A-Ausführung ist für höhere Ausgangsströme vorgesehen.
Technische Merkmale:
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Eingang: 6–40V DC
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Ausgang: 1,2–35V DC
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Maximaler Ausgangsstrom: 20A
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Einstellbare Strombegrenzung
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Schaltfrequenz: 150kHz
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Maximaler Wirkungsgrad: 96%
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Überstromschutz
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Kurzschlussschutz
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Rückstromschutz am Ausgang laut Anbieter
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Abmessungen: 60 × 52 × 29mm
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Betriebstemperatur: −20 bis +75°C
Bei Ausgangsströmen über 10A ist laut Anbieter eine zusätzliche Wärmeableitung erforderlich.
Hinweis: Die maximalen 20A sind kein garantierter Dauerstrom unter allen Betriebsbedingungen.
Step-Down – Spannung reduzieren
Beide Module sind Abwärtswandler und können eine höhere Gleichspannung auf eine niedrigere Gleichspannung reduzieren.
Anwendungsbeispiele
| Eingangsspannung |
Gewünschter Ausgang |
Geeignete Variante |
| 12V |
5V |
10A / 20A |
| 24V |
5V |
10A / 20A |
| 24V |
12V |
10A / 20A |
| 30V |
12V |
10A / 20A |
| 36V |
24V |
20A |
Die Beispiele gelten nur, wenn die benötigte Ausgangsleistung und der Strom innerhalb der tatsächlichen Belastungsgrenzen liegen.
Wichtig: Ein Step-Down-Wandler kann die Eingangsspannung nicht erhöhen. Für eine stabile Ausgangsspannung muss die Eingangsspannung ausreichend höher als die eingestellte Ausgangsspannung sein.
Ausgangsleistung und Strombelastbarkeit
Die elektrische Ausgangsleistung ergibt sich aus Ausgangsspannung und Ausgangsstrom.
Rechenbeispiele
| Ausgangsspannung |
Ausgangsstrom |
Ausgangsleistung |
| 5V |
5A |
25W |
| 12V |
5A |
60W |
| 12V |
10A |
120W |
| 24V |
5A |
120W |
| 24V |
10A |
240W |
| 24V |
12A |
288W |
Die Tabelle zeigt rechnerische Leistungen, keine garantierten Dauerlastwerte.
Bei der 10A-Version ist zusätzlich die angegebene maximale Leistung von etwa 300W zu berücksichtigen.
Bei der 20A-Version ist keine verifizierte maximale Ausgangsleistung angegeben. Deshalb darf aus der maximalen Ausgangsspannung von 35V und dem maximalen Strom von 20A nicht automatisch eine nutzbare Leistung von 700W abgeleitet werden.
Ausgangsspannung einstellen – CV
Die Ausgangsspannung wird über das CV-Potentiometer eingestellt.
Vorgehensweise
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Geeignete DC-Spannungsquelle anschließen.
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Ausgang zunächst ohne empfindlichen Verbraucher betreiben.
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Ausgangsspannung mit einem Multimeter messen.
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CV-Potentiometer langsam drehen.
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Gewünschte Ausgangsspannung einstellen.
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Strombegrenzung passend zur Anwendung festlegen.
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Verbraucher anschließen und Ausgangswerte unter Last kontrollieren.
Die Drehrichtung zur Spannungserhöhung kann je nach Modulversion unterschiedlich sein.
Ausgangsstrom einstellen – CC
Die Strombegrenzung wird über das CC-Potentiometer eingestellt.
Vorgehensweise
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Ausgangsspannung zunächst auf einen für den Verbraucher sicheren Wert einstellen.
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CC-Potentiometer laut Anbieteranleitung mehr als 30 Umdrehungen gegen den Uhrzeigersinn drehen, um die Strombegrenzung zunächst zu reduzieren.
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Eine geeignete Testlast und ein Amperemeter anschließen.
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Strombegrenzung durch langsames Drehen des CC-Potentiometers im Uhrzeigersinn erhöhen.
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Gewünschten maximalen Ausgangsstrom einstellen.
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Einstellung unter realen Betriebsbedingungen überprüfen.
Wichtig: Die Strombegrenzung sollte mit einer geeigneten Testlast eingestellt werden. Ein direktes Kurzschließen des Ausgangs ist keine allgemein empfohlene Einstellmethode, auch wenn das Modul über einen Kurzschlussschutz verfügt.
Verwendung als LED-Treiber
Die einstellbare Konstantstromregelung eignet sich für den Betrieb geeigneter Hochleistungs-LEDs.
Bei LEDs ist die Strombegrenzung besonders wichtig, da bereits kleine Spannungsänderungen zu einer erheblichen Änderung des LED-Stroms führen können.
Beispiel
Eine geeignete LED-Last benötigt einen Betriebsstrom von 1,5A.
Der Wandler kann so eingestellt werden, dass der Ausgangsstrom auf 1,5A begrenzt wird.
Zusätzlich muss die maximale Ausgangsspannung auf einen zur LED-Konfiguration passenden Wert eingestellt werden.
Hinweis: Für den LED-Betrieb müssen die elektrischen Daten der LED, die Wärmeableitung und die Anforderungen an die Stromregelung berücksichtigt werden.
Verwendung zum Laden von Akkus
Durch die CC/CV-Regelung können die Module grundsätzlich als regelbare Strom- und Spannungsquelle für bestimmte Ladeanwendungen eingesetzt werden.
Die geeigneten Ladeparameter hängen jedoch von der verwendeten Akkuchemie ab.
Mögliche Anwendungen
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Bleiakkus mit geeigneter Ladespannung und Strombegrenzung
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Lithium-Akkus in Verbindung mit geeigneter Schutz- und Ladeüberwachung
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Andere Akkutypen nur mit entsprechendem Ladeverfahren
Wichtig: Ein CC/CV-Wandler ist kein vollständiges universelles Batterieladegerät.
Insbesondere bei Lithium-Akkus müssen Zellzahl, Ladeschlussspannung, BMS, Temperaturüberwachung und Ladeabschaltung berücksichtigt werden.
Anschlussbelegung
Die Module besitzen einen DC-Eingang und einen geregelten DC-Ausgang.
| Anschluss |
Funktion |
| IN+ |
Positive Eingangsspannung |
| IN− |
Negative Eingangsspannung |
| OUT+ |
Positive Ausgangsspannung |
| OUT− |
Negative Ausgangsspannung |
Anschlussprinzip
DC-Netzteil → Buck Converter CC/CV → Verbraucher
Die Eingangsspannung muss innerhalb des jeweiligen spezifizierten Bereichs liegen und ausreichend hoch sein, um die gewünschte Ausgangsspannung zu erzeugen.
Wirkungsgrad und Wärmeentwicklung
Die Module erreichen laut Anbieter einen maximalen Wirkungsgrad von 95% beziehungsweise 96%.
Der tatsächliche Wirkungsgrad hängt von Eingangsspannung, Ausgangsspannung, Ausgangsstrom und Betriebsbedingungen ab.
Auch bei hohem Wirkungsgrad entsteht Verlustwärme.
Beispiel
Bei 200W Ausgangsleistung und einem angenommenen Wirkungsgrad von 95% beträgt die Verlustleistung rund 10,5W.
Diese Wärme muss über Kühlkörper und Luftzirkulation abgeführt werden.
Bei höheren Leistungen steigt die thermische Belastung entsprechend.
Typische Anwendungen
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Leistungsstarke LED-Treiber
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Einstellbare DC-Stromversorgungen
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DIY-Labornetzteile
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Arduino- und ESP32-Projekte
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Industrielle Steuerungen
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Prüfstände und Elektronikentwicklung
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12V- und 24V-Stromversorgung
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Fahrzeugtechnik
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Solarsysteme
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DC-Motor- und Lüfterversorgung
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Batterieladeanwendungen mit geeigneter Überwachung
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Automatisierungstechnik
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Prototypenbau
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Messtechnik
Wichtige Sicherheitshinweise
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Ausschließlich mit Gleichspannung betreiben.
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Die Module sind nicht galvanisch getrennt.
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Eingangsspannung der jeweiligen Variante beachten.
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Die Ausgangsspannung muss unterhalb der Eingangsspannung liegen; eine ausreichende Regelreserve ist erforderlich.
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Ausgangsspannung und Strombegrenzung vor dem Anschluss empfindlicher Verbraucher einstellen.
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Die maximalen Stromangaben sind nicht automatisch als Dauerstrom bei jeder Umgebungstemperatur zu verstehen.
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Bei hoher Last eine ausreichende Kühlung sicherstellen.
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Für die 20A-Version wird bei Strömen über 10A zusätzliche Kühlung empfohlen.
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Die maximale Ausgangsleistung der 10A-Version beträgt laut Anbieter etwa 300W.
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Für die 20A-Version liegt keine gesicherte maximale Leistungsangabe vor.
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Geeignete Leitungsquerschnitte und Sicherungen verwenden.
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Kurzschlussschutz ersetzt keine fachgerechte Absicherung.
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Die CC/CV-Funktion ersetzt keine vollständige Akku-Ladeüberwachung.
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Nicht direkt an 230V AC anschließen.
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Bei Motoren und anderen induktiven Lasten Einschaltströme und Spannungsspitzen berücksichtigen.
Lieferumfang
1 × DC-DC Step-Down Spannungswandler mit CC/CV-Regelung
Ausführung entsprechend der gewählten Variante: 10A oder 20A.
