Sperrwandler-Rechner

Ein Sperrwandler speichert Energie in einer gekoppelten Induktivität, während der Primärschalter eingeschaltet ist, und gibt sie bei ausgeschaltetem Schalter an Sekundärseite und Last ab. Dieser Rechner liefert nützliche erste Betriebswerte aus Eingangsspannung, Ausgangsspannung, Ausgangsleistung, Wirkungsgrad und Schaltfrequenz. Der angezeigte ideale Tastgrad setzt gleiche Primär- und Sekundärwindungszahlen voraus. Unter dieser Annahme ergibt das Voltsekundengleichgewicht den Tastgrad als Ausgangsspannung geteilt durch die Summe aus Ein- und Ausgangsspannung. Der mittlere Ausgangsstrom ist die Ausgangsleistung geteilt durch die Ausgangsspannung. Bei einem Wirkungsgrad unter eins ist der mittlere Eingangsstrom größer als Ausgangsleistung geteilt durch Eingangsspannung, da die Quelle auch die Wandlerverluste decken muss. Die Eingangsenergie pro Schaltzyklus entspricht der Eingangsleistung geteilt durch die Schaltfrequenz. Diese Mittelwerte helfen bei der Größenordnung des Entwurfs, sind aber keine Spitzen- oder Effektivströme von Schalter, Diode, Wicklung oder Kondensator. Sperrwandler-Wellenformen sind gepulst, sodass Bauteilbelastungen deutlich über den Mittelwerten liegen können. Das Windungsverhältnis verändert die Beziehung zwischen Spannung und Tastgrad. Bei einem Primär-Sekundär-Verhältnis ungleich eins muss die reflektierte Ausgangsspannung berücksichtigt werden. Diodenflussspannung, Schalterspannungsabfall, Wicklungswiderstand, Streuinduktivität, Snubberverluste, Totzeit und Grenzen der Regelungsart führen ebenfalls zu Abweichungen vom Ideal. Lückender und nichtlückender Betrieb haben unterschiedliche Stromverläufe und Auslegungsgleichungen. Magnetisierungsinduktivität und zulässiger Spitzenstrom bestimmen, wie viel Energie je Zyklus tatsächlich gespeichert werden kann. Nutzen Sie die Ergebnisse zur Plausibilitätsprüfung von Wandlungsverhältnis, Quellenstrom, Laststrom und Energie pro Zyklus vor der detaillierten magnetischen Auslegung. Ein vollständiger Entwurf muss den gesamten Eingangs- und Lastbereich, Kernquerschnitt, Flussdichte, Luftspalt, Drahtstromdichte, Isolationsanforderungen, Kriech- und Luftstrecken, Erwärmung, elektromagnetische Störungen, Regelkreisstabilität und transiente Spannungsbelastung berücksichtigen. Wählen Sie Halbleiter und Kondensatoren mit geeigneten Reserven für Spannung, Strom, Welligkeit, Temperatur und Sicherheit. Netzgespeiste und Hochspannungs-Sperrwandler können tödliche Energie speichern. Eine fachkundige Entwurfsprüfung und sichere Laborverfahren sind unerlässlich.