Schaltnetzteile - HTL Wien 10
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Current-mode-Regelung:<br />
L<br />
UL IL ID Ue<br />
Ri Rampe<br />
Ca Ua<br />
Clock<br />
Q<br />
Flip-Flop<br />
S<br />
R<br />
Abbildung 4.2: current-mode-Regler für einen Aufwärtswandler<br />
Die Ausgangsspannung Ua wird über den Spannungsteiler R1, R2 mit der<br />
Referenzspannung Uref verglichen und über den PI-Regler verstärkt. Die Spannung U2 am<br />
Ausgang des PI-Reglers wird mit der rampenförmigen Spannung an dem<br />
Stommesswiderstand verglichen. Der Ausgang des Komparators setzt ein RS-Flip-Flop<br />
Ri<br />
zurück und schaltet damit den Transistor aus. Eingeschaltet wird der Transistor von der<br />
positiven Flanke des Taktsignals (Clock), ausgeschaltet wird der Transistor, wenn die<br />
Rampenspannung an Ri die Spannung U2 erreicht.<br />
Regelmechanismus: Ist die Ausgangsspannung zu klein, ist kleiner als die<br />
Ua<br />
Ua<br />
Referenzspannung Uref . Die Ausgangsspannung des PI-Reglers U2 läuft infolge dessen hoch.<br />
Die Spannung bestimmt, bis zu welchem Wert der Strom durch und damit auch der<br />
U2<br />
Ri<br />
Drosselstrom ansteigt, bevor der Transistor abgeschaltet wird. Läuft hoch, weil<br />
IL U2 Ua<br />
kleiner als ist, so wird auch der Drosselstrom größer, und zwar solange bis genau<br />
Uref<br />
gleich der Referenzspannung ist.<br />
Vergleich: voltage-mode vs. current-mode-Regelung:<br />
+<br />
-<br />
Komparator<br />
C1 R4<br />
PI-Regler<br />
Beim current mode-Regler regelt der PI-Regler praktisch verzugslos den Drosselstrom und<br />
damit näherungsweise auch den Ladestrom des Ausgangskondensators. Die Regelstrecke<br />
besteht nur noch aus dem Kondensator und dem Lastwiderstand mit der<br />
Ca<br />
RL<br />
U2<br />
Eingangsgröße ID und der Ausgangsgröße Ua . Die Regelstrecke hat PT1-Verhalten und<br />
Ausgleichsvorgänge beschreiben eine e-Funktion.<br />
Beim voltage-mode-Regler wird das Tastverhältnist t1/T geregelt, d.h. die Spannung über L.<br />
Diese ändert erst den Drosselstrom und dann die Ausgangsspannung. In diesem Falle hat die<br />
Regelstrecke PT2-Verhalten und Ausgleichsvorgänge beschreiben einen nur schwach<br />
bedämpften Einschwingvorgang 2.Ordnung, d.h. die Ausgangsspannung strebt sinusfömig<br />
dem stationären Wert zu.<br />
Der current-mode-Regler zeigt damit deutlich günstigeres Regelverhalten. Dies ist der Grund,<br />
warum heutzutage fast ausschließlich diese Regler eingesetzt werden.<br />
-<br />
+<br />
R3<br />
Uref<br />
R1<br />
R2<br />
Ua'<br />
Last<br />
U a<br />
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