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Esel(R)

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Dormagen,
02.02.2012,
19:31
 

Quasi-resonanter Betrieb von Sperrwandlern (Elektronik)

Einen wunderschönen guten Abend!

Ich habe ein kleines Problem beim Verstehen von quasi-resonanten Betrieb eines Sperrwandlers.

Sagen wir mal ein Sperrwandler wird mit DutyCycle 50% gespeist mit einer bestimmten Frequenz.

Wenn das schaltende Element z.B. ein FET, gerade in die Sperrphase geht, liegt am Schalter ca. das doppelte der Betriebspannung an(ergibt sich ja Ub+(Ua*np/ns)). Allerdings fängt dann zu einen definierten Zeitpunkt, wenn Sekundär der Strom zu Null geworden ist, ein Schwingvorgang beim Schalter auf. Dieser ensteht ja aus den parasitären Effekten der Elemente. Wenn ich das richtig verstanden habe.

Beim quasi-resonanten Betrieb, soll ja eine Steuer/Feedback Wicklung, gerade diesen Schwingvorgang erkennen. Und eine Schaltung filtert dann den Punkt raus, wo dieser Schwingvorgang anfängt raus. Und gibt dann einen Impuls raus, der den Schalter schließt, womit das ganze in die Leitphase geht, richtig?

Allerdings wird ja dadurch mein DutyCycle der Ansteuerung dann geändert, obwohl ich ja 50% vorgebe. Hier liegt mein Problem, was soll das denn bringen, wenn aus 50% z.B. 70% wird?

Könnte mir das jemand erklären?

Vielen Dank!

Gruß Esel

--
Esel sind die besten Tiere!
Wenn jemand etwas gegen Esel hat, so legt er sich mit dem Heiligen Geist persönlich an ;)

Bürger(R)

03.02.2012,
08:39
(editiert von Bürger
am 03.02.2012 um 08:40)


@ Esel

Quasi-resonanter Betrieb von Sperrwandlern

» Allerdings wird ja dadurch mein DutyCycle der Ansteuerung dann geändert,
» obwohl ich ja 50% vorgebe. Hier liegt mein Problem, was soll das denn
» bringen, wenn aus 50% z.B. 70% wird?
»

Bei der Verwendung quasiresonanter Schaltungen in Gleichstromstellern wird die Einschaltzeit des Transistors durch die Eigenfrequenz der Resonanzelemente bestimmt. Eine Leistungssteuerung kann daher nur noch über die Veränderung der Pausenzeit (Ausschaltzeit) erfolgen.

Esel(R)

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Dormagen,
03.02.2012,
15:06

@ Bürger

Quasi-resonanter Betrieb von Sperrwandlern

» » Allerdings wird ja dadurch mein DutyCycle der Ansteuerung dann geändert,
» » obwohl ich ja 50% vorgebe. Hier liegt mein Problem, was soll das denn
» » bringen, wenn aus 50% z.B. 70% wird?
» »
»
» Bei der Verwendung quasiresonanter Schaltungen in Gleichstromstellern wird
» die Einschaltzeit des Transistors durch die Eigenfrequenz der
» Resonanzelemente bestimmt. Eine Leistungssteuerung kann daher nur noch
» über die Veränderung der Pausenzeit (Ausschaltzeit) erfolgen.

Hallo Bürger (des...?),

mir ist schon klar inwieweit man Resonanzwandler regelt. Aber mir ging es eigentlich in meiner Fragestellung um dieses Bild:


Quelle: techon.nikkeibp.co.jp(bitte Thomas!!)

Dort kann man erkennen, dass bei der Sperrphase, wenn der Strom in der Sekundärwicklung zu 0 geworden ist, fängt es am Schalter anzuschwingen.

Mir geht es darum, dass IC's diese "Valleys" erkennen(durch die besagte Hilfswicklung), und den Schalter einschalten.

Mein Frage dazu ist, was bringt dies denn?

Gruß Esel

P.S.
Ein beispiel von einer IC Schaltung:

Quelle: i.cmpnet.com(Bitte Thomas!!!)

--
Esel sind die besten Tiere!
Wenn jemand etwas gegen Esel hat, so legt er sich mit dem Heiligen Geist persönlich an ;)

Bürger(R)

03.02.2012,
15:33

@ Esel

Quasi-resonanter Betrieb von Sperrwandlern

» Mir geht es darum, dass IC's diese "Valleys" erkennen(durch die besagte
» Hilfswicklung), und den Schalter einschalten.
»
» Mein Frage dazu ist, was bringt dies denn?
»

Die besagte Hilfswicklung gehört zum Funktionsprinzip eines Sperrwandlers. Sie ist erforderlich, um das mag. Feld in der Sperrphase vollständig abzubauen (Entmagnetisierungswicklung).

Gerd(R)

03.02.2012,
16:26

@ Bürger

Quasi-resonanter Betrieb von Sperrwandlern

» » Mir geht es darum, dass IC's diese "Valleys" erkennen(durch die besagte
» » Hilfswicklung), und den Schalter einschalten.
» »
» » Mein Frage dazu ist, was bringt dies denn?
» »
»
» Die besagte Hilfswicklung gehört zum Funktionsprinzip eines Sperrwandlers.
» Sie ist erforderlich, um das mag. Feld in der Sperrphase vollständig
» abzubauen (Entmagnetisierungswicklung).

Seit wann das denn?

--
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Bürger(R)

03.02.2012,
17:01

@ Gerd

Quasi-resonanter Betrieb von Sperrwandlern

» Seit wann das denn?

Sorry. Habe mich vertan. Gilt natürlich nur für den Flusswandler.

herder

03.02.2012,
17:18

@ Esel

Quasi-resonanter Betrieb von Sperrwandlern

»
» Mein Frage dazu ist, was bringt dies denn?
»

Geringere Verlustleistung beim Einschalten des Transistors.

Esel(R)

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Dormagen,
03.02.2012,
18:50

@ herder

Quasi-resonanter Betrieb von Sperrwandlern

» »
» » Mein Frage dazu ist, was bringt dies denn?
» »
»
» Geringere Verlustleistung beim Einschalten des Transistors.

Danke für die knackige Antwort.

Aber dennoch stellt sich ja die Frage. Mal folgendes Ablaufbeispiel:

Der Wandler startet gerade. Der Schalter wird mit x-beliebiger Frequenz angesteuert. Bei einem Duty Cycle von 50%.

Die Leitphase startet, der Schalter schaltet durch, es liegt keine Spannung am Schalter an.

Der Schalter schließt, es liegt round about 2*Ub am Schalter an. Der Strom fließt in der Sekundärwicklung bis zu seinem Maximum.

Der Strom sinkt zugleich auf 0. Am Schalter bildet sich während dieser Phase in der Sperrphase, ein Schwingvorgang, bis der Schalter wieder einschaltet.

Jetzt kommt Mr. IC, erkennt anhand der Hilfswicklung(die im oberen Beispiel auch als Versorgung für Mr. IC dient), da sind ja diese "Valleys", jetzt muss ich aber unbedingt dafür sorgen, dass Schalter sich schließt.

Der Schalter wird geschlossen, damit der Schwingvorgang beendet wird. Allerdings wird dadurch ja, meine Pausenzeit "verkürzt", womit ich ja prinzipiell die effektive Frequenz steigt. Und das Tastverhältnis dieser Frequenz auch steigt, wenn ich das richtig sehe.

Wenn ich das so weiter spinnen würde, würde ich rein theorethisch am Ende eine Frequenz gegen ~ haben, oder?

Kann mir jemand bitte abhilfe leisten? ;)
Ich fühl mich so, als würde ich gerade ständig im Kreis laufen. ;)

Vielen Dank

Gruß Esel

--
Esel sind die besten Tiere!
Wenn jemand etwas gegen Esel hat, so legt er sich mit dem Heiligen Geist persönlich an ;)

Thomas Kuster

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CH-9400 Rorschach,
03.02.2012,
19:07

@ Esel

Quasi-resonanter Betrieb von Sperrwandlern

Hallo Esel

studiere doch bitte einmal das Datenblatt des UCC28600 :

http://www.ti.com/litv/pdf/slus646j

Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

herder

03.02.2012,
19:11

@ Esel

Quasi-resonanter Betrieb von Sperrwandlern

» Wenn ich das so weiter spinnen würde, würde ich rein theorethisch am Ende
» eine Frequenz gegen ~ haben, oder?
»
» Kann mir jemand bitte abhilfe leisten? ;)
» Ich fühl mich so, als würde ich gerade ständig im Kreis laufen. ;)
»
» Vielen Dank
»
» Gruß Esel

Die Pausenzeit liegt ja fest, da sie von der Resonanz bestimmt wird. Daher kann die Frequenz nicht gegen unendlich laufen.
Es ist gut die Pausenzeit kurz zu halten, weil dann der Abschaltstrom und die damit einhergehenden Verluste geringer werden im angestrebten Leistungsbereich.

Bürger(R)

03.02.2012,
19:38

@ herder

Quasi-resonanter Betrieb von Sperrwandlern

» » Die Pausenzeit liegt ja fest, da sie von der Resonanz bestimmt wird.

So ist es. Hier wird der Tastgrad über die variable Einschaltzeit verstellt (anders als beim Flusswandler mit quasiresonanten Elementen).