Hallo Leute, ich lese gerade viel über Schaltnetzteile. Und da ich auch mich mal eine Zeit lang mit Klasse D Verstärkern beschäftigt habe (aber zu wenig Ahnung hatte - darum erst mal etwas mit der Materie der Netzteile Vertiefen) kam bei mir die Frage auf, warum SMPS Netzteile eigentlich immer (soweit ich es bis jetzt in Erfahrung bringen konnte mit einem festen Takt "befeuert" werden und nicht per Hysterese (wie die selbsschwingenden Klasse D Verstärker). Das Ziel ist doch bei beiden ähnlich. Eine Spannung, möglichst effizient in etwas anderes Wandeln. Also ich will so etwas nicht bauen! Nur verstehen warum, bzw. warum man das nicht auch bei Schaltnetzteilen macht. MfG Marc
Unser Netzteilspezi hat mir mal erklärt, dass man dann einfacher die Störungen rausbekommt, weil man einen passiven Filter draufloslassen könne. Bis aber selber nicht der Fachmann.
Schaltfrequenz und Speicherdrossel sind aufeinander abgestimmt. Ist die Frequenz zu niedrig, geht die Drossel in die Sättigung.
Joe F. schrieb: > Schaltfrequenz und Speicherdrossel sind aufeinander abgestimmt. > Ist die Frequenz zu niedrig, geht die Drossel in die Sättigung. Das sind sie bei einem Klasse D Verstärker doch auch!
Einer der Hauptgründe ist sicherlich die einfachere Filterbarkeit, da man den Frequenzgang des Filters genau anpassen kann. Ebenfalls wird die Regelung beeinflusst. In manchen Moden, z.b. DCM hängt die Periode und damit auch die Frequenz in der Übertragungsfunktion des Wandlers. Wählt man diese fest hat man einen unbekannten parameter weniger. Ebenfalls ermöglicht der feste Takt das verwenden einer Taktquelle, sei es RC-Oszillator oder DSP. Aus kann man so mehrere Phasen vernünftig aufeinander Synchronisieren. Was jedoch nicht heißt dass es keine Anwendung für selbstschwingende Designs gibt. Ich persönlich habe bereits zwei class-D verstärker (400W) und eine Ausgangsstufe eines Netzteils (200W) selbstschwingend aufgebaut. Das ganze nutzt eine Delta-Sigma-Modulation. Das ganze ist analog aufgebaut, kann aber auch digital implementiert werden. Einige Fallstricke dabei sind wie bereits angesprochen die Sättigung. Dass die Frequenz variabel ist, heißt aber nicht dass man keine Kontrolle über sie hat. Minimale Frequenz (Sättigung beachten) und Maximale Frequenz (Einschaltzeit der Schalter, Schaltverluste) kann man durchaus festlegen. Ein entsprechend dimmensionierter Tiefpassfilter sorgt für Filterung. Es gibt auch einige Schaltnetzteiltopologien die die Spannung/Leistung über die Frequenz regeln, z.b. Resonanzwandler. Man kann soetwas also durchaus bauen, allerdings in der Designprozess etwas komplexer.
Wenn aber die Frequenz konstant ist, sind es die EMV-Störungen auch. Wäre da ein modulierendes Signal nicht besser?
Thomas W. schrieb: > Wenn aber die Frequenz konstant ist, sind es die EMV-Störungen > auch. > Wäre da ein modulierendes Signal nicht besser? Mal abgesehen davon, das der Thread 1 Jahr alt ist, das gibt es. Such mal nach "spread spectrum".
Die Frage ist, warum ist bei diesem Anwendungsfall nicht eingesetzt wird?
Spread Spectrum Techniques to Reduce EMI in SMPS Devices http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8428-D.PDF
Zweiter Tag: "Frequency Dithering". Thomas W. schrieb: > bei diesem Anwendungsfall nicht eingesetzt wird? Ja, bei welchem denn? Gemacht werden kann das prinzipiell, wenn eine Festfrequenz nicht nötig ist. (Manche Fälle wurden schon oben erklärt.) Lies Dich richtig ein, dann kannst Du selbst differenzieren, wann das sinnvoll ist/sein kann, und wann eben nicht. Nun könnte man eine ellenlange exakte Aufführung aller Entscheidungsgrundlagen schreiben, aber da verlangst Du schon viel... (was Dir spätestens nach ersten gründlichen Recherchen immer klarer würde)
Ein wichtiger Verständnis-Baustein: Man kann durch periodische Frequenz-Änderung das gemessene Stör-Spektrum (nicht unbedingt das tatsächliche, also eigentlich nur "scheinbar") verringern, weil... Weil viele EMV-Messungen die Störaussendungen gewisser Frequenzen "über einen best. Zeitraum" messen - daß eine Oszillation der Schaltfrequenz die so ermittelte Störspitze im Frequenzbereich ausdehnt und abflacht, sollte klar sein. Daß man ein LC (oder CLC- oder LCLC- oder ...)-Filter leichter auf eine einzige Frequenz hin optimieren kann, auch. Allerdings sind die meisten einfacheren passiven Filter breitbandig genug, so etwas - innerhalb bestimmter Grenzen - durchaus zu erlauben. Und je einfacher (niedrigere Ordnung), desto breitbandiger normalerweise. (Weshalb auch ein Class-D-Filter sogar für SODFAs vernünftig ausgelegt werden, und unter Umständen auch mit wechselnden Lautsprecher-Impedanzen zurechtkommen kann.) Jedoch gibt es auch bei passiven EMV-Filtern sowas wie (Suchtag:) "Saugkreise" etc., die schmalbandig(er) eine größere Dämpfung ermöglichen. Dazu existieren mehrere Arten aktiver Filter, die zumeist auf ganz bestimmte Frequenzbereiche und Funktion hin ausgelegt werden.
Das ist aber nur eine kleinste "Schnellstversion", gelle... mit lauter Vereinfachungen. Die Erarbeitung von tauglichen passiven EMV-Filtern ist schon etwas "heftiger". Man paßt Größe, Werte, Material und Konstruktion genauestens in das ohne Filter gemessene Störspektrum ein, unter Betrachtung der unteren Meß- sowie Störfrequenzen. Und im oberen Frequenzbereich werden Kompromisse zwischen der möglichen Hochfrequenzdämfung des Kernmaterials der Spulen und der sich dorthin natürlich verringernden Störamplitude gemacht. Und das alles, um noch ausreichend zu dämpfen, obwohl da Filter nur "so winzig wie nur möglich sein darf". Und von den möglichen weiteren konkreten (und teils absoluten) Ausschlußkriterien für "Frequency Dithering" etc. habe ich noch gar nicht angefangen...
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