Beispielsammlung – DC/DC Konverter – Grundstrukturen
Beispielsammlung – DC/DC Konverter – Grundstrukturen
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Professur für Leistungselektronik<br />
und Messtechnik<br />
Leistungselektronik<br />
Prof. Dr. J.W. Kolar Übung Nr. 9<br />
Name, Vorname<br />
Testat<br />
Besprechung: 06.12.12<br />
Abgabe: 13.12.12<br />
Zwei-Transistor Durchflusswandler<br />
Betrachten Sie den in Fig.1 dargestellten Zwei-Transistor Durchflusswandler unter Annahme idealer<br />
Transistoren und Dioden. Die Eingangsspannung betrage u 1 = U 1 = 325 V entsprechend der gleichgerichteten,<br />
ideal kapazitiv geglätteten Netzspannung. Die Ausgangskapazität C ist so gross gewählt, dass die<br />
Ausgangsspannung praktisch konstant ist, u 2 = U 2 = 15 V. Die an die Last abgegebene Leistung bei<br />
Nennbetrieb beträgt P 2 = 50 W. Die Taktfrequenz beträgt f p = 50 kHz. Das Transformator hat das Windungszahlverhältnis<br />
N 1 / N 2 = 10 / 1 und eine Induktivität der Primärwicklung L 1 = 2 mH. Die Streuinduktivität,<br />
die ohmschen Verluste und die Kernverluste des Transformators sind vernachlässigbar. Der Wandler<br />
arbeite im stationären Betrieb. Weiters wird ein ideal geglätteter Spulenstrom i 2 (t) = konst. angenommen<br />
(sofern nicht anders angegeben).<br />
1) Zeichnen Sie die auf die Primärseite bezogene Ersatzschaltung des Systems. Geben Sie die Umrechnungsformeln<br />
für die transformierten Grössen U 2 ‘, u D2 ‘, i 2 ‘ und i s ‘ an. Zeichnen Sie den Magnetisierungsstrom<br />
i µ in die bezogene Ersatzschaltung ein.<br />
2) Mit welchem Tastverhältnis (= relative Leitdauer von T A und T B ) arbeitet die Schaltung?<br />
3) Berechnen Sie den Mittelwert von i 2 und i 1 über eine Taktperiode.<br />
4) Berechnen Sie den Spitzenwert Î µ des Magnetisierungsstromes i µ .<br />
5) Skizzieren Sie in Beiblatt 1 den Verlauf von u p , u D2 , i µ , i 2 ‘, i s ‘, i p ‘ und i 1 für den Fall nichtidealer Stromglättung<br />
(L ≠ ∞). Hinweis: i 2 ‘(t = 0) = I 2min ‘.<br />
6) Berechnen Sie die minimal notwendige Eingangsspannung u 1 , wenn die Ausgangsspannung U 2 =<br />
20 V konstant bleiben soll.<br />
7) Berechnen Sie die Induktivität L, wenn der peak-to-peak Wert Δi 2pp der schaltfrequenten Schwankung<br />
des Stromes i 2 10% des Mittelwertes I 2 betragen soll (U 1 = 325 V, U 2 = 15 V).
Professur für Leistungselektronik<br />
und Messtechnik<br />
Leistungselektronik<br />
Prof. Dr. J.W. Kolar Übung Nr. 9<br />
Beiblatt 1
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