E&E Juli 2013 (Nr. 06-13) - EuE24.net

STROMVERSORGUNG & LEISTUNGSELEKTRONIK | 10 TIPPS
10 Tipps für den
Entwurf von
Stromversorgungen
Jedes elektrische Gerät benötigt eine Versorgungsspannung. Obwohl sich der Entwurf einer
passenden Stromversorgung mit den modernen Schaltregler-ICs stark vereinfacht hat, gibt es
noch immer einige wichtige Regeln, die unbedingt beim Entwurf zu beachten sind.
TEXT: Frederik Dostal, Analog Devices FOTOS: Aluxum; Grafvision
www.eue24.net/PDF/EE613501
Evaluierung ist unerlässlich
Die immer kürzer werdenden Entwicklungszyklen
haben dazu geführt, dass ein Großteil der
Elektronikentwicklung simuliert und möglichst
ohne Hardwareevaluierung und Prototypeniteration
produziert werden soll. Während dies in
manchen Teilen der Elektronikentwicklung durchaus erfolgreich
ist, gibt es bei der Entwicklung von Stromversorgungen
ohne Evaluierung im Labor häufig Probleme. Stromversorgungen
sind komplexe Systeme, die stark vom Platinenlayout und
parasitären Einflüssen definiert werden. Diese Effekte lassen
sich meistens nur sehr ungenau abschätzen und simulieren. Natürlich
kann man Iterationen in der Hardwareentwicklung auch
bei Stromversorgungen durch Erfahrung reduzieren, eine
gründliche Überprüfung im Labor ist aber unerlässlich.
Ein Berechnungswerkzeug reduziert den
Entwicklungsaufwand
Obwohl kein Weg an der praktischen Evaluierung
einer Stromversorgung im Labor vorbeiführt,
kann man dennoch beim Entwurf viel
Zeit und Mühe sparen, wenn man ein Berechnungswerkzeug
verwendet. Da sowohl die Auswahl der externen Kompo nenten
wie Induktivitäten und Kondensatoren, die Stabilisierung der
Regelschleife als auch weitere Einstellungen wie Schalt frequenz
immer Kompromisse darstellen, sind häufig Iterationen bei
der Berechnung der Schaltung erforderlich. Diese lassen sich
durch Berechnungswerkzeuge stark beschleunigen. Analog
Devices stellt ein breites Angebot entsprechender Tools unter
www.analog.com zur Verfügung.
Externe Komponenten richtig bestimmen
Bei der Auswahl von externen Komponenten
ist unbedingt auf den echten Bauteilewert zu
achten. Der Nennwert liegt häufig weit vom
wirklichen Wert in der Einsatzsituation
entfernt. Bei Speicherdrosseln sinkt beispielsweise
die Induktivität bei Erwärmung im Betrieb. Keramische
Kondensatoren können je nach Material und Bauweise bei
einer DC-Spannung einen stark reduzierten Kapazitätswert
haben. Diese Eigenschaften sind unbedingt beim Entwurf der
Stromversorgung zu berücksichtigen. Fortschrittliche Berech-
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E&E | Ausgabe 6.2013