CuK-Topologie für Schaltnetzteile

Die Topologie des Cuk-Wandlers wurde Beginn der achziger Jahre erstmals veröffentlicht, ist aber auch heute nur selten zu finden. Dabei bietet das Schaltungskonzept bestechende Vorteile für viele Anwendungen in der Stromversorgung.Der Cuk-Wandler ist ein kapazitiv gekoppelter Wandler und stellt Spannung und Strom durch die periodische Ladung eines Kondensators ein. Da die Schaltung in ihrer einfachsten Form keine Potentialtrennung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite hat, ist sie für sekundär getaktete Netzteile oder Ladegeräte geeignet.SymmetrieBild 1 zeigt das Prinzip eines Cuk-Wandlers Die Ausgangsspannung kann über den Tastgrad des Schalters S von 0 bis auf ein Vielfaches der Eingangsspannung eingestellt werden. So verbindet die Schaltung die Eigenschaften des Tiefsetzstellers und des Hochsetzstellers mit nur einem schaltenden Halbleiter und nur einer Induktivität. Diese hervorragende Eigenschaft erschließt dem Entwickler eine Vielzahl hochinteressanter Anwendungen. Beim Einsatz als Ladegerät für Batterien kann ein Akku beliebiger Spannung somit nicht nur aus dem 12-V-Akku geladen, sondern auch wieder darin entladen werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob das zum Beispiel eine 6-V- oder eine 60-V-Batterie ist. Beim Entladen wird die Energie nicht wie sonst üblich in Widerständen oder Halbleitern in Verlustwärme umgesetzt, sondern mit hohem Wirkungsgrad zurückgespeist. Das spart nicht nur Energie, sondern erlaubt auch die schnelle Entladung mit hohen Strömen.