Schaltungen der Leistungselektronik

Bei einem idealen Tiefsetzsteller (Freilauf über eine Diode) mit 12 V Eingangsspannung, 3 V Ausgangsspannung, 15 µH Induktivität und 300 kHz Schaltfrequenz wird der Laststrom verringert. Welcher ist der kleinste Ausgangsstrom, bei dem der nichtlückende Betrieb noch erhalten bleibt (die Grenze zum lückenden Betrieb)?

  1. A0,25 A
  2. B0,5 A
  3. C1 A
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Antwort: A. 0,25 A

Der Spulenstrom schwankt um seinen Mittelwert (den Ausgangsstrom) dreieckförmig mit ΔI = 9 × 0,25/(15 µH × 300 kHz) = 0,5 A von Spitze zu Spitze. Der Talwert ist „Ausgangsstrom − ΔI/2“; wird der Ausgangsstrom kleiner als ΔI/2 = 0,25 A, erreicht das Tal null, und der Wandler arbeitet im lückenden Betrieb. Bei 3 V Ausgangsspannung ist das der Fall, wenn der Lastwiderstand größer als 12 Ω wird (die Last leichter wird). Bei einem Tiefsetzsteller mit Synchrongleichrichtung kann der Spulenstrom auch in negativer Richtung fließen, sodass er auch bei geringer Last im nichtlückenden Betrieb weiterarbeiten kann.

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