Schaltnetzteile - HTL Wien 10

für den kontinuierlichen Betrieb:
Ua = t1
T Ue
Die Ausgangsspannung ist im kontinuierlichen Betrieb nur vom Tastverhältnis und der
Eingangsspannung abhängig, sie ist lastunabhängig.
Der Strom IL hat dreieckförmigen Verlauf. Sein Mittelwert ist durch die Last bestimmt. Seine
Welligkeit ΔIL ist von L abhängig und kann mit Hilfe des Induktionsgesetzes berechnet
werden:
u = L di
t
→ Δi = 1
L ⋅ u ⋅ Δt → ΔIL = 1
L (Ue − Ua) ⋅ t1 = 1
L Ua (T − t1)
Mit und einer gewählten Schaltfrequenz f folgt daraus für den kontinuierlichen
Ua = t1
T Ue
Betrieb:
ΔIL = 1
L (Ue − Ua) ⋅ Ua
Ue
Die Stromwelligkeit ΔIL ist lastunabhängig. Der Mittelwert des Stromes IL ist gleich
dem Ausgangsstrom Ia .
Bei kleinem Laststrom Ia , nämlich wenn Ia ≤ ist, wird der Strom in jeder Periode zu
ΔIL
IL
2
Null. Man nennt dies den lückenden Betrieb bzw. diskontinuierlichen Betrieb (englisch:
discontinous mode). In diesem Falle gelten die oben angegebenen Berechnungen nicht mehr.
Berechnung von L und Ca:
Für die Berechnung von L wird zunächst ein sinnvoller Wert für ΔIL gewählt. Wählt man ΔIL
sehr klein, so führt das zu unverhältnismäßig großen Induktivitätswerten. Wählt man ΔIL sehr
groß, so wird der zum Zeitpunkt t1 vom Transistor abzuschaltende Strom sehr groß, d.h. der
Transistor wird hoch belastet. Üblich ist daher die Wahl: ΔIL = 0, 1…0, 2 ⋅ Ia
damit folgt für L:
L = 1
(Ue − Ua) ⋅
ΔIL
Ua
Ue
Der Maximalwert des Induktivitätsstromes beträgt: IL = Ia + .
1
2ΔIL Der Effektivwert beträgt näherungsweise: ILeff ≈ Ia
Den Ausgangskondensator Ca wählt man so, daß die Grenzfrequenz des LC-Tiefpasses
um
den Faktor 100...1000 unterhalb der Taktfrequenz liegt. Eine genaue Bestimmung des
⋅ 1
f
⋅ 1
f
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