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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PFC - Sinn und Funktion?


Autor: Johannes Slotta (johanness)
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Im Beitrag Beitrag "PFC - Schaltplan" wurde 
eine Webseite von Fraunhofer genannt, nämlich 
http://www.iisb.fraunhofer.de/de/arb_geb/les/pfc.htm. Jetzt habe ich mir 
gedacht, das könnte man doch auf der Sekundärseite eines Trafos hinter 
den Gleichrichter "kleben".

1. Die Schaltung auf der Webseite (ist das angehängte Bild) arbeitet 
direkt hinter der Netzspannung. Ergibt sie auch hinter einem Trafo noch 
einen Sinn oder verzerrt der zu stark durch Magnetisierungsverluste oder 
so die Kurve der dann "ohmisierten" Last?

2. Das ganze ist im Prinzip ein Step-Up-Regler. Wie berechnet sich nun 
die Schaltfrequenz, aus der Zeit, die der Komparator zum Umladen des 
Transistors braucht? Ach ja, das ist doch ein FET, oder? Das Zeichen ist 
mir nicht geläufig... Oder wird die Schaltfrequenz von Spule und 
Hysterese bestimmt?

3. Wenn ich das richtig interpretiere, dann wird der FET 
durchgeschaltet, der Strom steigt, der FET wird gesperrt, kein Strom 
fließt, der FET ist ständig am Umschalten. Sind das nicht üble 
Schaltverluste am Transistor? Oder sorgt wie ich oben vermute die Spule 
dafür, dass sich der Strom nicht so schnell ändern kann?

Ich hoffe die Fragen sind nicht zu blöd, hab halt noch keinen 
Schaltregler aufgebaut, höchstens mal in LTspice IV simuliert. Nur diese 
Schaltung krieg ich irgendwie nicht rein ins Spice...

Ach ja, und bringt mir die Schaltung überhaupt etwas, muss ich dann 
nicht mehr den Trafo riesig überdimensionieren?

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Johannes Slotta wrote:
> Ach ja, das ist doch ein FET, oder? Das Zeichen ist
> mir nicht geläufig...
Nein, das ist ein IGBT. Verhält sich steuerungsseitig aber ähnlich wie 
ein MOSFET.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Johannes Slotta wrote:
> 3. Wenn ich das richtig interpretiere, dann wird der FET
> durchgeschaltet, der Strom steigt, der FET wird gesperrt, kein Strom
> fließt, der FET ist ständig am Umschalten. Sind das nicht üble
> Schaltverluste am Transistor?
Das hängt davon ab, wie geschaltet wird (Schaltgeschwindigkeit und 
-Frequenz) und vom Strom.

Das Ding ist ein ganz stinknormaler Hochsetzsteller. Beschreibungen des 
Funktionsprinzips findet man im Netz wie Sand am Meer. Die Drossel ist 
der Energiespeicher. Wenn der Transistor leitet, wird die Drossel 
aufmagnetisiert. Wenn der Transistor sperrt, treibt die Drossel den 
Strom weiter (Magnetfeld bricht zusammen), und zwar über die (schnelle!) 
Diode auf die "Hochspannungs"-Seite.

Die Schaltung funktioniert deshalb als Leistungsfaktorregler, weil sie 
nicht nur die Spannung ausgangsseitig regelt, sondern in erster Linie 
versucht, den Strom sinusförmig zu halten (die Regelung des 
PWM-Sollwertes geschieht über den Shunt unten).

Nennenswerte Verluste gibt es hauptsächlich durch das Schalten des 
Transistors, die Leitungsverluste von Transistor, Drossel und Diode.

> Ach ja, und bringt mir die Schaltung überhaupt etwas, muss ich dann
> nicht mehr den Trafo riesig überdimensionieren?
Ich vermute, dass der Trafo nicht besonders begeistert über das 
Rumgeschalte sein wird. Der Effekt einer solchen Schaltung auf der 
Sekundäseite eines Netzfrequenztrafos dürfte sich in Grenzen halten. Ich 
habe solche Schaltungen bisher auch eigentlich nur als "Vorstufe" von 
primärgetakteten Schaltnetzteilen und Vorschaltgeräten für 
Gasentladungslampen gesehen.

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