Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisprobleme Buck Converter


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von Joe (Gast)


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Hallo,
ich habe ein Verständnisproblem beim Buck Converter. Theoretisch sollte 
ich doch bei gleichbleibender Eingangsspannung, gesteuertem (nicht 
geregeltem) und konstantem Tastgrad eine konstante Ausgangsspannung 
bekommen, (fast) egal welche Last anliegt oder (nur der Ausgangsstrom 
sollte sich dabei ändern)?
Grüße
Joe

: Verschoben durch Moderator
von Base64 U. (6964fcd710b8d77)


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Willst du nicht noch einen Schaltplan hinzufügen?

Der Ausgangsripple hängt von der Kapazität am Ausgang ab. Diese hängt 
vom Strom ab den die Last zieht. Sobald die Last etwas mehr zieht als 
die Induktivität liefert ändert sich schon der Ladungszustand in der 
Kapazität am Ausgang.

Vielleicht mal in LTSpice simulieren?

von Mark S. (voltwide)


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ist erst mal prinzipiell richtig.

von Christian K. (Gast)


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Für CCM (constant current mode) oder auch forced continuous mode 
genannt, stimmt das. Der Duty Cycle bliebt weitgehend konstant und ist 
fast Lastunabhängig. Nur die Stromproportionalen Spannungsverluste 
müssen ausgeregelt werden. Hierbei dreht sich bei kleinen Lasten die 
Stromrichtung im unteren Schalter um. Der Stromripple in der 
Induktivität bleibt konstant.

Anders wenn im unteren Schalter kein Rückwärtsstrom zugelassen wird, 
z.B. wenn der Schalter durch eine Diode ersetzt wird. Dann ändert sich 
der Duty Cycle sobald der Strom in der Induktivität zu Null wird. Es ist 
kein negativer Strom in der Induktivität zugelassen und in dem 
Discontinuos mode Bereich ist der Duty Cycle stromproportional.

von Joe (Gast)


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Der Rippel ist vernachlässigbar klein. Bezüglich CCM usw: Es ist ein 
klassischer Buck converter mit Diode, ich habe noch keine Regelung 
implementiert. Deswegen habe ich explizit nach dem Verhältnis 
Ausgangsspannung und Tastgrad gefragt. Gebt mir noch ein bisschen Zeit 
und ich Zeichne einen Schaltplan, der nur die gefragte Funktion enthält. 
Prinzipiell bekomme ich aber bei einem konstanten Tastgrad eine 
Lastabhängige Ausgangsspannung.
Kennwerte:
Spule 550 µH
Ausgangskondensatoren 13,2 µF
Eingangsspannung 12 V
Ausgangsspannung nach Auslegung 0 - 5 V
Ausgangsstrom 0 - 10A

Beispielfall:
Je nach Lastwiderstand (0,3 Ohm bis 36 Ohm) bekomme ich bei einem 
Tastgrad von 14% eine "in etwa" logarithmisch ansteigende 
Ausgangsspannung zwischen 0,95 und 1,85 V.

Ich hätte eben Vermutet, dass die Ausgangsspannung von der Last deutlich 
"unabhängiger" sein müsste.

Grüße und Vielen Dank
Joe

von hinz (Gast)


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Christian K. schrieb:
> CCM (constant current mode)

Continuous Conduction Mode

von Alexander (Gast)


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Joe schrieb:
> Der Rippel ist vernachlässigbar klein. Bezüglich CCM usw: Es ist
> ein
> klassischer Buck converter mit Diode, ich habe noch keine Regelung
> implementiert.
Interessiert erstmal nicht. Auch ein klassischer Buck Converter mit 
Diode kann im lückenden Betrieb arbeiten, wenn die Last zu gering ist. 
Es gibt dazu Formeln im Netz, die dir die Mindestlast für den 
nichtlückenden Betrieb (CCM) ausrechnen.

von hinz (Gast)


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Alexander schrieb:
> Es gibt dazu Formeln im Netz, die dir die Mindestlast für den
> nichtlückenden Betrieb (CCM) ausrechnen.

http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/smps.html

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