Übertrager für Schaltregler-Designs
Trafos für Sperrwandler
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
1. Schritt: Festlegen des Übersetzungsverhältnisses bzw. des Tastverhältnisses
Übersetzungsverhältnis und Tastverhältnis bestimmen sich gegenseitig. Das heißt, ist einer der beiden Parameter festgelegt, ergibt sich der andere. Des Weiteren ergeben sich das maximale Tastverhältnis und auch die höchsten auftretenden Verluste bei minimaler Eingangsspannung. Das ist der Worst Case. Bei schnellen Transienten kann dieses Tastverhältnis kurzfristig überschritten werden.
Aus Erfahrung sollte man immer etwas Sicherheitsabstand zum maximalen Tastverhältnis des IC einhalten, sodass man sich sinnvollerweise für ein Verhältnis von 40 % (0,4) anstatt 50 % entscheidet. Der Zusammenhang zwischen dem maximal auftretenden Tastverhältnis und dem Übersetzungsverhältnis ergibt sich aus Formel 1:
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Hierbei gelten: νTmax = Tein/(Tein + Taus); Ui: Eingangsspannung; Ton, Toff: Ein- und Ausschaltzeit des MOSFET; N1, N2: Anzahl der primären und sekundären Windungen; U0: Ausgangsspannung, welche die Diodenspannung in Betracht zieht (Uo + UD).
Übertragen auf das gegebene Beispiel ergibt sich daraus ein Übersetzungsverhältnis gemäß Formel 2:
Zur Vereinfachung des Designs soll ein Übersetzungsverhältnis von 4:1 vorgegeben werden, sodass sich als Folge für das Übersetzungsverhältnis ein Wert gemäß Formel 3 errechnen lässt:
Begrenzend für das Übersetzungsverhältnis ist die Sperrspannung des MOSFET. Deshalb sollte nach dem Bestimmen des Übersetzungsverhältnisses geprüft werden, ob die Drain-Source-Spannung nicht die Sperrspannung übersteigt. Die Drain-Source-Spannung setzt sich – gemäß Formel 4 – zusammen aus der Eingangsspannung und der übersetzten Ausgangsspannung:
Hierbei gelten: UDS: Drain-Source-Spannung; ULσ: Eingangsspannung
- 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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