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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler Wirkungsgrad


Autor: Tom (Gast)
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Hallo zusammen,

warum ist eigentlich der Wirkungsgrad im Diagramm des beigefügten Bildes
bei Vin=15V, Vout=5V kleiner als bei Vin=12V,Vout=20V. Wie kann man
sich das erklären?

Es handelt sich übrigens um einen LT1074 Schaltregler.

Viele Grüße
Tom

Autor: A. K. (prx)
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Vergiss den Verlust durch die Diode nicht. Der ist unabhängig von der 
Ausgangsspannung, d.h. je grösser die Ausgangsspannung, desto geringer 
ist der Verlust prozentual gesehen.

Autor: Tom (Gast)
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danke!

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Der 'Verlust' an einer Diode ist bestimmt durch den durch sie hindurch 
fließenden Strom (If) und der dabei entstehen Durchflußspannung (Uf).
Die Dioden-Verlustleistung beim Buck-Wandler steigt mit größer werdenden 
Ausgangsstrom, womit i.d.R. der Abfall der Kennlinie zu größeren Strömen 
zu erklären ist. Desgleichen gilt übrigens für den Gleichstromwiderstand 
(Ri) der Spule.
Weiterhin steht im Datenblatt, das es sich beim LT1074 um einen "... 
monolithic bipolar switching regulator ..." handelt, womit der 
Schalttransistor keine MOSFET sondern eben ein Bipolarer sein wird 
(siehe auch Seite 4 im Datenblatt). Damit erklärt sich u.a. auch der 
schlechtere Wirkungsgrad bei kleineren Eingangsspannungen. Der VCEsat 
steigt mit größer werdenden Strömen. Bei kleineren Eingangsspannungen 
muß, bei identischer Leistungsabgabe am Ausgang, der Eingangsstrom 
größer werden. Außerdem gibt's noch den internen Shuntwiderstand von 
40mOhm, der ebenfalls in die Verlustrechnung eingeht. OK, der Vergleich 
(mit der identischen Ausgangsleistung) hinkt jetzt ein klein wenig, da 
Ausgangsspannungen von 12V und 5V bei Strömen bis jeweils 5A im Diagramm 
gezeigt sind (60W gegen 25W).

Also immer erst überlegen wo Verluste auftreten können, d.h. schauen 
wann, wo, Ströme in welcher Höhe fließen und Spanungsabfälle (eben 
'Verluste') hervorrufen können.

Neben den üblichen Verlusten beim Schalten des Leistungstransistors 
(Übergang von Leitend zu Sperrend um umgekehrt) ist die Anzahl der 
beteiligten Bauteile eingentlich überschaubar.

Transistor im LT1074 leitend:
+ 40mOhm-Shunt im LT1074
+ VCEsat des Scahlttransistors
+ Ri der Spule

Transistor im LT1074 sperrend:
+ Uf der Schottkydiode (hier z.B. MBR745)
+ Ri der Spule

Weiterhin ist der Aufbau (z.B. kurze Leiterbahnführungen), und die 
Bauteilselektion (z.B. ELKOs mit kleinem ESR, Spulen mit kleinem Ri, 
...) nicht zu unterschätzen.

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