Speicherdrossel an Rechteckspannung - wie Strom berechnen?

Fragender Gast #5671548
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Hallo Leute,

wie berechnet man den Strom in einer (Speicher-)Drossel, wenn diese mit 
einem Pol an Gnd, mit dem anderen Pol an einer Rechteckspannung liegt?

Frequenz, Spannung, Induktivität sind eigentlich egal, aber gern als 
Beispiele:

50KHz
50% Pulsweite
5V
50µH


Durch die Drossel soll zunächst kein Gleichstrom fließen, es geht mir um 
die Berechnung des Auflade- und Entladestroms in der Drossel 
("Konstantstrom").

Habe einige Schaltregler-Berechnungs-Tools bemüht, aber diese handhaben 
Schaltregler mit Mosfet und Diode. In meinem Fall soll es aber 50% 
Tastverhältnis fest sein, und diese mit einer Halbbrücke mit 2 Mosfets 
erzeugt werden. Der Strom kann daher nicht lücken.
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Tim Gast #5671565
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Zitat aus:
https://de.wikipedia.org/wiki/Spule_(Elektrotechnik)
1
Bei einer idealen Spule mit der Induktivität 1 H und einer Spannung von 1 V ist der Strom nach 1 s auf 1 A angewachsen.


Bei dir sind es 5V, 50µH und 10µs. Auch da fließen bei einer idealen 
Spule am Ende 1A.
Mit einer realen Spule (mit Innenwiderständen in Spule und 
Energiequelle) wird es weniger.

> Habe einige Schaltregler-Berechnungs-Tools bemüht, aber diese handhaben
> Schaltregler mit Mosfet und Diode. In meinem Fall soll es aber 50%
> Tastverhältnis fest sein, und diese mit einer Halbbrücke mit 2 Mosfets
> erzeugt werden. Der Strom kann daher nicht lücken.
Nimm LTSpice.
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Fragender Gast #5671737
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Danke Tim, da stand ich wohl echt nur auf dem Schlauch...


Dieter, die Spule lädt und entlädt sich nur ständig, da sie 50% der Zeit 
z.B. 5V bekommt, und 50% der Zeit kurzgeschlossen wird. Also der Strom 
hat auf jeden Fall einen dreieckigen Verlauf, mir war nur nicht klar, 
wie ich seine Höhe berechne.

Frage geklärt, danke!
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Axel S. #5671861
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Fragender schrieb:
> Dieter, die Spule lädt und entlädt sich nur ständig, da sie 50% der Zeit
> z.B. 5V bekommt, und 50% der Zeit kurzgeschlossen wird.

Das ist ein Trugschluß. Eine ideale Spule an einer idealen 
Spannungsquelle entlädt sich eben nicht.

Schau dazu auf die Energiebilanz. Eingeschaltet liegen 5V an der Spule. 
Der Strom steigt linear an. Die in die Spule geladene Energie ist:

W = integral 5V·i dt

über die halbe Periodendauer (wegen 50%):

W = 5V·I_max/2·(T/2)

Eindeutig eine positive Energiemenge.

Ausgeschaltet liegen an der Spule aber 0V. Das Integral bleibt 0. Die 
Energie kommt nicht wieder aus der Spule heraus.

Das ist kontraintuitiv? Ja, ist es. Weil die Annahme einer idealen Spule 
ebenso wie einer idealen Rechteckspannungsquelle das auch ist.
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