Hi, ich lese gerade den Design Guide [1] zur Auslegung von DCM-Sperrwandlern. Der Guide beschränkt sich auf Sperrwandler im Discontinuous Conduction Mode (DCM), wie das folgende Zitat zeigt > Given these characteristics of DCM mode, it is the preferred choice for a > simple, easy to design for low power > SMPS. The following is a step-by-step design guide on designing a DCM > operation Flyback converter. Ich verstehe aber nicht, wie sichergestellt wird, dass der Sperrwandler immer im DCM-Modus bleibt und unter keinen Umständen in den Continuous-Conduction-Mode (CCM) wechselt. Für den Wechsel in den CCM-Modus reicht es ja schon, wenn der Laststrom größer wird als der vom Designer festgelegte maximal zulässige Wert. Wenn der Laststrom ansteigt, muss zwecks Regelung der Ausgangsspannung der Duty Cycle steigen. Ab einem gewissen Duty Cycle wechselt der Sperrwandler dann in den CCM-Modus, da die tOff-Zeit nicht mehr ausreicht, damit der magn. Fluss im Kern den Wert 0 erreicht. In diesem Augenblick verändert sich schlagartig die Übertragungsfunktion (unter anderem zusätzliche Nullstelle in der rechten Halbebene) und der Regler kriegt ggf. Probleme. Wie verhindert man das? Sicherung auf der Sekundärseite, um den Laststrom zu begrenzen? Dem Controller einen maximalen Duty Cycle vorgeben, den er nicht überschreiten darf? Instabilität des Regelkreises einfach akzeptieren, wenn der Laststrom zu groß wird? [1]: https://www.mouser.com/pdfdocs/2-8.pdf Grüße
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David schrieb: > Dem Controller einen maximalen Duty Cycle vorgeben, den er nicht > überschreiten darf? Das ist eine Möglichkeit, deckt aber wegen Variabilität der Eingangsspannung nicht alles ab. Viele Sperrwandler messen mit einem Shunt den Strom durch den Schaltransistor und schalten diesen ggf. bei einem definierten Maximalstrom ab. Das begrenzt die pro Zyklus übertragbare Energie. Leistungsbegrenzung, Flussbegrenzung, Schaltransistor-Strombegrenzung usw. bekommst du alles geschenkt. mfg mf
David schrieb: > der Regler > kriegt ggf. Probleme. Eigentlich ist es genau umgekehrt, der Regler wird im CCM stabiler. Der DCM hat nur den etwas geringeren Stromverbrauch bei Unterlast als Vorteil und ansonsten nur Nachteile (lückender Betrieb, mehr Ripple, Pfeifen). Ich setze nur noch ICs mit forced CCM ein. Ein Buck mit forced CCM enthält ja 2 MOSFETs, damit sich der Strom durch die Drossel umpolen kann. Dadurch entfällt der Spannungsabfall an der Shottky-Diode und der Wirkungsgrad ist höher.
Wenn du den Sperrwandler mittels Current Mode Control regelst, hast du die Überstromabschaltung gleich mit dabei.
Peter D. schrieb: > damit sich der Strom durch die Drossel umpolen kann. Der Strom in der Drossel polt sich nicht um. Es dreht sich nur die Steigung um und damit die Spannung an der Drossel.
David schrieb: > Ich verstehe aber nicht, wie sichergestellt wird, dass der Sperrwandler > immer im DCM-Modus bleibt Eigentlich: immer ausreichende t-off Zeit damit sich die bis zum vollen Strom aufgeladene Spule komplett entladen kann. Das setzt aber voraus, dass der Ausgang seine Spannung erreichen kann. Schlecht bei Kurzschluss. Da gibt es aber nichts mehr zu regeln. aufwändigere Alternative: Spulenstrom messen und t-off erst bei 0 beenden.
Hi, Achim M. schrieb: > Viele Sperrwandler messen mit einem Shunt den Strom durch den > Schaltransistor und schalten diesen ggf. bei einem definierten > Maximalstrom ab. Das begrenzt die pro Zyklus übertragbare Energie. > Leistungsbegrenzung, Flussbegrenzung, Schaltransistor-Strombegrenzung > usw. bekommst du alles geschenkt. Das macht Sinn! Bei gegebener Eingangsspannung Uin und primärseitiger Induktivität kann man über den maximal zulässigen primärseitigen Strom den Duty Cycle limitieren. Bei weiterhin gegebener Ausgangsspannung Uout und sekundärseitiger Induktivität kann man einen direkten Zusammenhang zwischen tOff und primärseitigem Maximalstrom als Formel angeben. Auf diese Weise kann man dann einen primärseitigen Maximalstrom festlegen, für den tOff > 0 gilt. Bin mir aber nicht sicher, wie realistisch diese Betrachtung noch ist, wenn Uout massiv kleiner wird. Dann ist das d(Isekundär)/dt ja betragsmäßig kleiner und es dauert länger, bis der Sekundärstrom 0 ist. Die obige Betrachtung gilt ja wirklich nur dann, wenn die unterste Grenz für Uout bekannt ist. Aber ich schätze mal das ist der Fall, den Michael B. angesprochen hat > Schlecht bei Kurzschluss. Da gibt es aber nichts mehr zu regeln. Noch zwei weitere Fragen: **Frage 1:** Wie verhindert man bei einem CCM-Sperrwandler, dass dessen Betriebsart unerwünschterweise in den DCM-Modus wechselt? Prinzipiell bräuchte man hier ja einen minimal zulässigen Duty Cycle. Wenn ein minimal zulässiger Duty Cycle unterschritten wird, z. B. wegen einem geringen Laststrom, wechselt der Sperrwandler ja automatisch zu DCM, oder? **Frage 2:** Sind die üblichen Flyback-Controller-ICs eigentlich sowohl für DCM als auch für CCM als Hauptbetriebsart einsetzbar? Oder muss man bei der Auslegung eines Sperrwandlers den Controller-Chip nach gewünschter Betriebsart (DCM oder CCM) auswählen?
David schrieb: > Sind die üblichen Flyback-Controller-ICs eigentlich sowohl für DCM als > auch für CCM als Hauptbetriebsart einsetzbar Nein. uA78S40, MC34063, und alle kompatiblen Nachfolger wie NCP3066, NJM22360, NJM2374A können kein CCM. Daher kann es sich lohnen, nicht die billigsten zu kaufen. Man kann durch Zusatzbauteile die trotzdem CCM tauglich machen, aber unnützer Aufwand.
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