Schaltungen der Leistungselektronik

Angenommen, der gesamte Wechselanteil der Welligkeit des Spulenstroms (0,6 A Spitze-Spitze) eines Tiefsetzstellers fließt in den Ausgangskondensator. Wie groß ist bei 300 kHz Schaltfrequenz und einem Ausgangskondensator von 25 µF (ESR vernachlässigt) die Welligkeit der Ausgangsspannung (Spitze-Spitze)?

  1. A10 mV
  2. B40 mV
  3. C80 mV
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Antwort: A. 10 mV

Der Strom im Kondensator ist ein Dreieck mit der Amplitude ΔI/2. Die Ladung, die während der halben Periode T/2 mit positivem Strom in den Kondensator fließt, ist die Dreiecksfläche (1/2) × (T/2) × (ΔI/2) = ΔI × T/8. Die Spannungswelligkeit ist daher ΔV = ΔI/(8fC) = 0,6/(8 × 300 kHz × 25 µF) = 10 mV. Bei realen Kondensatoren kommt die Spannung ΔI × ESR durch den ESR hinzu, weshalb häufig Keramikkondensatoren mit kleinem ESR verwendet werden.

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