Übertrager für Schaltregler-Designs
Trafos für Sperrwandler
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
1. Nichtlückender Betrieb:
Beim nichtlückenden Betrieb (Trapezbetrieb, Continuous Conduction Mode, CCM) ist am Ende der Schaltperiode noch Energie im Übertrager gespeichert. Die lineare Stromabnahme auf der Sekundärseite geht nicht auf Null zurück.
2. Lückender Betrieb:
Beim lückenden Betrieb (Dreiecksbetrieb, Discontinuous Conduction Mode, DCM) geht der Strom innerhalb der Periode auf Null zurück. Es gibt Stromlücken, bei denen weder auf der Primärseite noch auf der Sekundärseite Strom fließt.
Vor dem Design müssen folgende Randbedingungen für den Sperrwandler bekannt sein:
- Eingangsspannungsbereich
- Ausgangsspannung
- Ausgangsstrom oder Ausgangsleistung
- Schaltfrequenz
- Gewünschter Betriebsmodus
- Maximales Tastverhältnis des ICs
- Sicherheitsanforderungen
- Umgebungstemperatur
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Insbesondere die Sicherheitsanforderungen wie Prüfspannung, Luft- und Kriechstrecken sollten bereits bei der Design-Phase berücksichtigt werden, da der Übertrager bei Beachtung dieser Anforderungen eine größere Bauform benötigt. Besondere Sorgfalt ist bei Netzspannungsübertragern anzuwenden.
Einen Anhaltspunkt über die geforderten Luft- und Kriechstrecken und Hochspannungsprüfungen zeigen die Tabellen 2 und 3. Die Werte wurden
EN 60950 entnommen.
Im Folgenden werden anhand eines Beispiels die einzelnen Designschritte aufgezeigt.
Das folgende Beispiel soll helfen, die Designschritte zu verstehen:
- Eingangsspannungsbereich Ui = 36 bis 57 V
- Ausgangsspannung Uo = 5 V
- Ausgangsstrom Io = 1,5 A
- Max. Tastverhältnis Tmax = 50 %
- Schaltfrequenz f = 300 kHz
- Sicherheitsanforderungen: Funktions-Isolierung
- 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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