Spannungsverdoppler 12V => 24V

Je nach Auslegung der Schaltung können durchaus auch Verbraucher mit höherer Leistungsaufnahme versorgt werden.
Es ist zu beachen, dass die Leistungsaufnahme natürlich identisch bleibt.
So entnimmt ein 24V Verbraucher, der 1 Ampere benötigt, 2 Ampere aus dem 12V Netz.

Das Funktionsprinzip ist recht einfach:

Die Versorgungsspannung von 12 V liegt an VCC an, der 24V Verbraucher liegt parallel zu C1.
Der Schalter besteht in der Praxis aus zwei Transistoren und wird einige tausend Mal in der Sekunde hin- und hergeschaltet.

Der Schalter verbindet den negativen Pol von C2 mit Masse, der Kondensator wird auf den Wert der Versorgungsspannung VCC geladen.	Der Schalter legt den negativen Pol von C2 an VCC. Jetzt wird die in C2 gespeicherte Ladung zu VCC aufaddiert und in C1 gespeichert.

Leider fällt an den Dioden unvermeidbar eine Spannung ab, was dazu führt, dass die Ausgangsspannung um ca. 1V geringer ausfällt.
Es sind daher unbedingt Schottky Dioden zu verwenden, um die Verluste gering zu halten.

Hier die praktische Schaltung:
(Anklicken zum Vergrößern!)

Als Schalter kommen zwei Mosfets mit geringem RDS zum Einsatz.
Gesteuert werden sie von dem Schaltreglerbaustein IR2153, welcher einen kompletten Halbbrückentreiber incl. Oszillator beinhaltet.
Das minimiert den Bauteileaufwand erheblich.
Die Dioden D1 und D2 müssen in jedem Fall schnelle Dioden sein.
Idealerweise kommen Schottky Dioden mit geringerer Vorwärtsspannung zum Einsatz.
Diese Dioden können z.B. aus defekten PC Netzteilen entnommen werden.
Die Diode D3 kann bei Verwendung des moderneren IR2153D entfallen.
Die Kondensatoren C2 und C3 müssen unbedingt "low ESR" Typen sein.
Um höhere Leistungen zu erzielen, können mehrere Kondensatoren parallel geschaltet werden.
Der Kondensator C2 ist mit 1000uF eigentlich etwas groß.
Diese Bauform hat jedoch einen geringeren ESR gegenüber einem 16V 1uF Kondensator.

Der Wirkungsgrad des Wandlers ist recht gut.
Die meisten Verluste entstehen in den Leistungsdioden, die unbedingt bei Strömen > 1A gekühlt werden müssen.
Die Mosfets bleiben relativ kühl, sofern man Mosfets mit geringem RDS wählt.
Wenn sich die Kondensatoren nennenswert erwärmen, ist ihr ESR zu hoch und es müssen qualitativ bessere Kondensatoren verwendet werden oder weitere parallel geschaltet werden.

Der Eigenverbrauch der Schaltung ist mit ca. 1,5mA ausgesprochen gering.
Leider eignet sich diese Schaltung nicht, um 6V Bordnetze auf 12V zu wandeln, da der IR2153 erst ab 10V arbeitet (Schutz der Mosfets vor Unterspannung).