Seminar zur Entwicklung von Stromversorgungen (PSDS)

Übersicht zu Resonanzwandlertopologien

Diese Sitzung beginnt mit den Grundlagen der 2- und 3-gliedrigen Resonanztopologien und geht auf die wichtigsten Merkmale, die Analysemethodik, die Steuerungsherausforderungen und Designüberlegungen bezüglich Resonanztopologien ein. Drei Designbeispiele demonstrieren die Resonanztopologieleistung mit hoher Schaltfrequenz (~1 MHz) oder mit großem Ausgangsspannungsregelbereich (2:1-Ausgangsspannungsregelungspegel). In dieser Sitzung wird auch eine neue Resonanztopologiestruktur vorgestellt, der CLL-Resonanzwandler, der Größen- und Effizienzvorteile gegenüber dem herkömmlichen LLC-Resonanzwandler bietet. Schließlich erhalten Sie in dieser Sitzung eine Anleitung zur Auswahl der besten Resonanztopologie für verschiedene Anwendungen.

Grundlagen der Leistungsfaktorkorrektur-Schaltung (PFC)

Von Laptop-Adaptern bis zu Elektrowerkzeugen stellt jede vom Wechselstromnetz gespeiste Anwendung eine komplexe Last dar, bei der der Eingangsstrom nicht immer phasensynchron mit der momentanen Leitungsspannung ist. Daher verbraucht die Anwendung sowohl reale Leistung als auch Blindleistung aus dem Stromnetz. Das Verhältnis zwischen realer, nutzbarer Leistung (gemessen in Watt) und der gesamten realen Leistung plus Blindleistung wird als Leistungsfaktor bezeichnet. Eine Leistungsfaktorkorrektur-(PFC-)Schaltung formt den Eingangsstrom so, dass er phasensynchron mit der momentanen Leitungsspannung ist, und verringert so die verbrauchte Scheinleistung insgesamt. Eine solche PFC-Schaltung ist nicht nur vorteilhaft für Versorgungsunternehmen, sondern auch für Endanwendungen. Im Rahmen dieses Themas werden diese Vorteile behandelt. Darüber hinaus wird erklärt, wie sich der PFC-Schaltkreis auf die AC/DC-Leistungsumwandlungsarchitektur auswirkt, und es werden gängige PFC-Schaltungstypen, die Vor-/Nachteile verschiedener Ansätze und ein PFC-Lösungsauswahlprozess auf der Grundlage von Anwendungsprioritäten vorgestellt.

Verfahren zur Stromwandlung zur Erfüllung von Emissionsanforderungen für den Automobilbereich

In diesem Thema werden die besonderen Herausforderungen beim Design von Stromwandlern behandelt, um die EMV-Anforderungen für den Automobilbereich auf der Basis von CISPR 25 zu erfüllen, einschließlich Hintergrundinformationen zum CISPR 25-Standard und Testkonfigurationen. Wir erläutern häufige Rauschquellen in Stromwandlern und verschiedene Verfahren zur Reduzierung von Leitungs- und Strahlungsemissionen, einschließlich Eingangsfilterdesign, Frequenzauswahl, Modusauswahl, Snubber-Design, Abschirmung und Layout. Messergebnisse aus der Fallstudie eines Wandlers mit 13,5 V Eingangsspannung bis 3,3 V Ausgangsspannung und 5 A demonstrieren die relative Wirksamkeit von Verfahren zur Verringerung elektromagnetischer Störungen (EMI) und den Weg zum Erfüllen der Anforderungen bezüglich leitungsgebundener Emissionen gemäß CISPR 25 Klasse 5.

Kompensation bei getakteten Spannungswandlern leicht gemacht

Ingenieure entwickeln schon seit einiger Zeit getaktete Spannungswandler. Wer gerade erst ins Design einsteigt oder Wandler nicht häufig kompensiert, sollte sich etwas Hintergrundwissen aneignen, um gute Ergebnisse zu erzielen. In dieser Sitzung wird das Verfahren in einem Schritt-für-Schritt-Prozess vorgestellt, den Sie befolgen können. Wir werden Ihnen die Theorie der Kompensation und ihre Notwendigkeit erläutern, die verschiedenen Leistungsstufen untersuchen und zeigen, wie die Pole und Nullstellen des Kompensationsnetzwerks zur Kompensation eines Leistungswandlers platziert werden. Wir untersuchen typische Fehlerverstärker sowie Transkonduktanzverstärker, um zu sehen, wie sie sich auf den Regelkreis auswirken. Außerdem werden wir eine Reihe von Topologien/Beispielen durchgehen, damit Energietechniker Kurzreferenzen für die Kompensation von Leistungswandlern erhalten.

Konstruktion eines Netzteils – Überlegungen zum Layout

Das Layout eines Stromversorgungsdesigns ist für den ordnungsgemäßen Betrieb von entscheidender Bedeutung. Bei der Umsetzung eines Schaltplans in ein physisches Produkt sind viele Probleme zu berücksichtigen. Dieses Thema behandelt Methoden, mit denen verhindert werden kann, dass parasitäre Komponenten den Betrieb Ihrer Designs beeinträchtigen. Sie erhalten eingehende Informationen zu Verfahren zur Minimierung der Auswirkungen von parasitärer Induktivität und Kapazität von Filterkomponenten und Leiterbahnen der Leiterplatte (PCB) sowie eine Beschreibung der Auswirkungen, die der Widerstand der Leiterbahn auf die Regelung und Stromkapazität des Netzteils haben kann. Außerdem finden Sie hier einen allgemeinen Überblick über das thermische Design sowie Beispielberechnungen des Temperaturanstiegs in einer natürlichen Umgebung und in einer Umgebung mit Zwangsluft. Zum Schluss sehen wir uns einige praktische Beispiele für das Layout von Leistungsstufen und Steuergeräten an.