ISMET Katalog
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Das Leistungsstellglied ist ein Schalttransistor, der durch eine Rechteckimpulsfolge mit dem Tastgrad ti/Ts aufund<br />
zugesteuert wird. Die mittlere Verlustleistung am Stellglied beträgt dabei:<br />
Betrachtet man den Transistor näherungsweise als idealen Schalter, so folgt daraus:<br />
Übliche Schaltfrequenzen für Regler liegen oberhalb des Hörbereiches bei fs = 1/Ts = 16...25kHz.<br />
+UI<br />
Bild 4.4.2.2: Zur Wirkungsweise des Schaltspannungsreglers<br />
Zur Erklärung der Wirkungsweise sind im Bild 4.4.2.2 der Schalttransistor T und die Freilaufdiode D (Bild 4.4.2.1)<br />
durch einen mechanischen Umschalter S ersetzt. Sinkt Uo unter einen Schwellwert U 01 , so steuert der Komparatorverstärker<br />
durch und gibt über den Tastverhältnismodulator einen Impuls auf die Basis von T, so dass T öffnet (S<br />
an U 1 ). Der Laststrom fließt über die Drossel L und lädt C auf, bis U 0 einen oberen Schwellwert U 02 erreicht hat.<br />
Dabei wird der Tastimpuls unterbrochen und T gesperrt (S an Masse). Der Energiespeicher (L/C) übernimmt nun in<br />
der Sperrphase die Speisung des Verbrauchers, wobei der Stromfluss über L aufrechterhalten wird (Selbstinduktion).<br />
Beim Absinken von U 0 wiederholt sich dieser Vorgang. Die Ausgangsspannung weist eine prinzipbedingte<br />
Welligkeit auf, deren Größe durch die Differenz der Komparatorschwellen gegeben ist (Bild 4.4.2.3). Schwankungen<br />
der Eingangsspannungen oder Laständerungen führen im Regler zu einem geänderten Tastgrad und somit zu<br />
kürzeren oder längeren Aufladezeiten für den Energiespeicher. Unter den idealisierten Bedingungen im Bild 4.4.2.2<br />
folgt aus dem Induktionsgesetz ein linearer Stromanstieg in der Induktivität L während der Einschaltzeit t i und ein linearer<br />
Stromabfall während der Ausschaltzeit T s - t i . Der Mittelwert der Ausgangsspannung U O AV ist dem Tastgrad<br />
direkt proportional. Der Laststrom l 0 darf einen Mindestwert l 0 min nicht unterschreiten, sonst wird der<br />
kontinuierliche Stromfluss in der Drossel unterbrochen (lückender Betrieb).<br />
I0 AV<br />
ΔU0<br />
I<br />
U<br />
UI<br />
S<br />
ti<br />
IL max.<br />
L<br />
Ts<br />
IL<br />
C<br />
U0<br />
IL min.<br />
I0<br />
RL<br />
IL AV<br />
U0 AV<br />
t<br />
t<br />
Bild 4.4.2.3<br />
a) Stromverlauf<br />
b) Spannungsverlauf am Schaltspannungsregler<br />
T28
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