Übertrager für Schaltregler-Designs
Trafos für Sperrwandler
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Der Sperrwandler
Nachfolgend wird anhand eines Beispiels das Design eines Sperrwandler-Übertragers durchgeführt. Bild 1 zeigt einen Überblick über die Vorgehensweise. Wie aus dem Flowchart ersichtlich, ist der Prozess iterativ.
Schritt für Schritt zum Sperrwandler-Design
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Bild 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Sperrwandlers. Bei dem Schalter S handelt es sich um einen geregelten Schalter, z.B. einen MOSFET. Um die prinzipielle Funktionsweise des Sperrwandlers zu verstehen, werden nachfolgend die Schaltprozesse einzeln besprochen.
1. Schalter geschlossen: Bei geschlossenem Schalter liegt am Übertrager die Eingangsspannung an. Aufgrund der Induktivität des Übertragers ergibt sich ein linearer Stromanstieg auf der Primärseite. Aufgrund der Polarität des Übertragers und der Stellung der Diode fließt auf der Sekundärseite kein Strom. Die eingespeiste Energie wird im Luftspalt des Übertragers gespeichert.
2. Schalter geöffnet: Bei geöffnetem Schalter ist der Stromfluss auf der Primärseite unterbrochen. Die Induktivität versucht den Energiefluss aufrecht zu erhalten, sodass sich die Polarität am Übertrager umkehrt. Die Diode wird leitfähig und es fließt ein linear abnehmender Strom auf der Sekundärseite. Am Schalter liegt zusätzlich zur Eingangsspannung auch die übersetzte Ausgangsspannung an. Dies muss bei der Auswahl des Transistors oder MOSFET beachtet werden. Bild 3 zeigt Strom- und Spannungsverläufe auf der Primär- und Sekundärseite des Übertragers sowie den Verlauf der Schalterspannung.
Abhängig vom Stromverlauf unterscheidet man zwei Betriebsmodi beim Sperrwandler:
- Trafos für Sperrwandler
- Der Sperrwandler
- 1. Nichtlückender Betrieb:
- 1. Schritt: Festlegen des Übersetzungsverhältnisses bzw. des Tastverhältnisses
- 2. Schritt: Festlegen der Induktivität
- 3. Schritt: Auswahl des Kerns
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