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MPPT mit DC-DC-Step-Down-Wandler (Schaltungstechnik)

verfasst von usolleder(R), Düsseldorf, 28.08.2022, 15:17 Uhr

Hallo Forum,

ich bin "blutiger" Anfänger in analoger Schaltungstechnik und möchte mich damit beschäftigen, um zu lernen. Dazu habe ich mir vorgenommen mit einem MPP-Tracker, den ich dann wirklich auch bauen will, zu starten.

Ich habe mich in folgende Themen eingelesen, soweit ich das im Web konnte:

1. Grundlegende Arbeitsweise eines MPP-Tracker
Hier habe ich herausgefunden, dass ein MPP-Tracker eigentlich ein DC-DC-Wandler ist, der eine konstante Ausgangsspannung abgibt und die Eingansspannung über PWM in einem Bereich "abfährt", die aufgenommene Leistung in diesem Bereich misst und das Maximum einstellt.

2. Grundlegende Arbeitsweise eines Tiefsetzstellers (Step-Down-Wandler)
(hier: http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/abw_hilfe.html)
und dessen Berechnung
(hier: http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/abw_smps.html)
Bei der Berechnung habe ich folgende Parameter eingegeben:
Vin: 32V, Vout: 13,6V, Iout: 44A, Schaltfrequenz: 60 kHz
Als Ausgabe habe ich bekommen, dass ich eine Spule mit 8,12 uH verwenden soll und die PWM auf 7,29uS/9,83uS einstellen muss.

3. Dann habe ich mir LTSpice heruntergeladen und eine Step-Down-Schaltung mit einem Schalter als steuerndes Element konstruiert:



Ich bekomme folgende Ausgangskurve:



was ja für den ersten Versuch nicht so schlecht ist. ;-)

Das Vout nur 7,x Volt schob ich auf LTSpice und die mir unbekannten Werte der (Standard-)komponenten, weil ich es mir anders nicht erklären konnte. Wenn ich nun die Pulsweiten modifiziere, ergibt sich keine Änderung der Ausgangsspannung. Als ich dann jedoch den Lastwiderstand R1 erhöhte (der ursprüngliche Wert war 0,3 Ohm für Vout=13,6V / Iout=44A), änderte sich die Spannung Uout.

Jetzt vermute ich, dass ich etwas falsch verstanden habe:
Ich meine gelesen zu haben, dass die Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers nur abhängig von der Induktivität und der PWM, nicht aber von der Last am Ausgang ist. Meine Ergebnisse zeigen genau das Gegenteil.

Mach ich etwas falsch, habe ich einen Denkfehler oder ist die Schaltung falsch?

Viele Grüße

Uwe



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