Abwärtswandler

Lerne gerade für eine Klausur und habe eine Aufgabe wo ich gerne Wissen würde ob meine Gedanken richtig sind oder bzw. bei einigen Teilaufgaen bräuhte ich ein paar Tips.

währe sau nett wenn mir jemand Helfen könnte vielen Dank im Voruas

Siehe Schaltung im Anhang

Die Schaltung wandelt die 25V am Eingang (Ue) in die Lastpannung 12V am Ausgang (Ua) um Für diesen Abwärtswandler gelten folgende Daten:

Taktfrequenz der Schaltreglers=100kHz
Ausgangsspannungsschwankung= +-100mV
V2 dient als Zustandsanzwige -> I3=20mA
R2=47 Kiloohm
C1=C2
Ure=2,0V (Schaltreglerintern)
RAmin 6 Ohm Ramax unendlich

Berechnen Sie R1 und R3

R1 habe ich so gemacht

Ua/Ure=R2/R1 +1

R1= (R2*Uref)/(Ua-Uref)

R1= ( 47[ohm] * 2V)/( 12V-2V)= 5,4 ohm

Bekomme ich R3 über eine Masche Raus

0= Ua - I3 *R3 ????

Berechnen sie L und C1 bzw C2

L habe ich leider keine Ahnung


C=[tex]C= \Delta Il / ( 8*f*C* \Delta Ua)[/tex] kann das sein?
Berechnen sie den arithmetischen Mittelwert von IE und IL für Ra= 6 Ohm

Il könnte man doch vielleicht über die Knotenregel berechnen oder? aber Ie weiß ich leider auch nicht.


Berechnen Sie tein und tau des Schaltreglers


Ua=T= 1/f = 1/ 100 = 1micro Sekunde

tein= (UA*T)/ Ue

tein= 0,48 micro sekunde

taus=T-Tein

Beschreiben Sie den funktionalten Zweck von V1

Ist das nicht so das eine Minimale Last in der Schaltung vorliegen muss?
 

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AW: Abwärtswandler

R3 = (12V-Udiode)/20mA

R3 = 10V/20mA = 500 Ohm


War Uref wirklich 2,0V?

Ua = Uref*(1+R2/R1)

R2 = R1*(Ua/Uref-1)

R1 = R2/(Ua/Uref-1)

R1 = 47kOhm/(12V/2V-1)

R1 = 9400 Ohm



Vernachlässigung der Diodenspannung V1 im Auszustand.

Tein = T*12V/(25V-Ure)

Tein = 10us*12/23

Tein = 5,22us

Taus = 4,78us


Eigentlich gibt man den Ripplestrom der Spule vor um die Größe der Induktivität zu bestimmen.
Die Simulation habe ich mit LTspice gemacht. Simulier einfach mal selber mit den Dateien(.asc) im zip-file.
 

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AW: Abwärtswandler

Wie immer vielen dank Helmuts ;-)

Werde mir die Dateien heuze Abend zu hause anschauen.

Was L betrifft habe ich etwas gefunden, was vielleicht hilfreich ist.
Die Aufhabe ist so ähnlich im Buch mit ein paar weniger Bauteilen.

Da gibt es eine Formel Ue-Ua=L*[delta] Il/ taus

Für die Aus phase und für die ein phase halt mit tein wenn ich die stromabnahme bzw. Zunahme wüsste könnte ich damit L berechnen oder?

Hat jemand noch einen Tip für Ie oder Il?
 
AW: Abwärtswandler

Ich glaube ich weiß jetz wie man L Berechnet


[tex]\Delta I_L =2* Ia min[/tex]

[tex]L= (U_A* T* (1-U_A/U_E))/ 2* Ia Min[/tex]

Habe die Formel gerade in meinen Aufzeichnungen entdeckt
 
AW: Abwärtswandler

Ok wir haben mal gesagt das IA min ungefähr 10% von IA Max ist das bedeutet

[tex]I_A_M_a_x = U_A/ R_A_M_I_N[/tex] = 2A

IA Min=0,1*IA Max= 0,1*2A= 0,2

[tex]L= (12V* 10us (1-(12V/25V))/(2*0,2A)=[/tex] 0,0156 Henry

Für C habe ich folgende Formel gefunden

[tex]C= (T^2 *U_A*(1-(Ua/Ue)/(8*L*\Delta Ua)[/tex]

[tex]C= (10micros)^2 *12V*(1-(12V/25V) / (8* 0,0156* 100mv)[/tex] = 0,5F
 
AW: Abwärtswandler

Irgend wie stehst du mit den Zehnerpotenzen auf dem Kriegsfuss.


deltaIL = 2*Iamin

L = (Ua*T*(1-Ua/Ue))/(2*Iamin)
------------------------------

C = T^2*Ua*(1-Ua/Ue)/((8*L*deltaUa)
-----------------------------------

Wenn L wie oben gewählt wird:

C = T*Iamin/(4*deltaUa)
-----------------------


Ramin=6Ohm -> Iamax = 2A+0,02A = 2,02A
Ramax=unendlich -> Iamin=0.02A


Beispiel Iamin=Iamax/10 = 0,2A
L =(12V*10s*(10^-6)*(1-12/23))/(2*0.2A)
L = 143,5*(10^-3)H = 143,5uH

C = (10s*10^-6)^2 *12V*(1-12/23))/(8*143,5H*(10^-6)*0.1V)
C = 5*(10^-6)F
C = 5uF
C1 = C2 = 2.5uF


Es stellt sich die Frage ob wir nicht Iamin für Ra=unendlich nehmen. Da fließen dann nur noch die 20mA für die LED.
Allerdings kommt da eine sehr große Induktivität heraus. In der Praxis würde man das nie machen.
Falls wir für Iamin die 20mA nehmen:
L = 0,001435H = 1,435mH
C = 0,5*(10^-6)F
C = 0,5uF
C1 = C2 = 0,25uF
 
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AW: Abwärtswandler

Irgend wie stehst du mit den Zehnerpotenzen auf dem Kriegsfuss.


deltaIL = 2*Iamin

L = (Ua*T*(1-Ua/Ue))/(2*Iamin)
------------------------------

C = T^2*Ua*(1-Ua/Ue)/((8*L*deltaUa)
-----------------------------------

Wenn L wie oben gewählt wird:

C = T*Iamin/(4*deltaUa)
-----------------------


Ramin=6Ohm -> Iamax = 2A+0,02A = 2,02A
Ramax=unendlich -> Iamin=0.02A


Beispiel Iamin=Iamax/10 = 0,2A
L =(12V*10s*(10^-6)*(1-12/23))/(2*0.2A)
L = 143,5*(10^-3)H = 143,5uH

C = (10s*10^-6)^2 *12V*(1-12/23))/(8*143,5H*(10^-6)*0.1V)
C = 5*(10^-6)F
C = 5uF
C1 = C2 = 2.5uF


Es stellt sich die Frage ob wir nicht Iamin für Ra=unendlich nehmen. Da fließen dann nur noch die 20mA für die LED.
Allerdings kommt da eine sehr große Induktivität heraus. In der Praxis würde man das nie machen.
Falls wir für Iamin die 20mA nehmen:
L = 0,001435H = 1,435mH
C = 0,5*(10^-6)F
C = 0,5uF
C1 = C2 = 0,25uF

Kurze Frage hätte ich noch wieso nimmst du für ua 23v? 25 waren gegeben muss ivh die brummsoannung noch da abziehen?
 
AW: Abwärtswandler

Ure=2,0V (Schaltreglerintern)

Ich nehme dass der Schalter ein Transistor ist an dem 2V abfallen.
Das wirkt sich dann so aus, als ob man ideal geschaltet nur 23V hätte.
 

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