Regelung eines Gleichstromstellers
Verfahren, um einen Gleichstromsteller oder auch ein Schaltnetzteil auf die gewünschte Ausgangsspannung oder den gewünschten Strom einzustellen
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Für Gleichstromsteller (engl. DC Chopper) kommen je nach Einsatzgebiet verschiedene Verfahren der Regelung zur Anwendung.[1]
Regelungsarten von Gleichstromstellern
Je nach Anwendungsfall können unterschiedliche Regelungen zum Einsatz kommen, die sich aufgrund ihres Einflusses auf die Regelgröße unterscheiden und somit verschiedene Merkmale mit Vor- und Nachteilen aufweisen:[2]
Einstellung der Taktfrequenz:
- Pulsweitenmodulation (PWM): die Frequenz ist konstant, das Verhältnis An-/ Auszeit (engl. duty cycle) ist variabel.
- Pulsfrequenzmodulation (PFM): An- oder Ausschaltzeit sind konstant, die Frequenz bzw. Periodendauer ist variabel. Es resultiert ebenfalls ein variabler duty cycle.
- Hysteretic Mode (dt. Hystereseregelung bzw. Hysteresesteuerung): An-/ Auszeit und die Frequenz sind variabel, der Schaltzeitpunkt wird durch einen Schwellenwertschalter aus dem aktuellen Strom- oder Spannungswert gewonnen.
Einflussnahme auf den Strom im Zwischenkreis (z.B. Spule):
Regelgrößen von Gleichstromstellern
Es lässt sich eine Regelung basierend auf folgenden Regelgrößen realisieren:[5]
- Voltage Mode: die Eingangsgröße der Regelung ist die Ausgangsspannung. Spulenstrom und Ausgangsspannung werden mit einer Regelschleife eingestellt.[5]
- Current Mode: der Ausgangsstrom wird mit Hilfe einer Regelschleife gesteuert. Die Ausgangsspannung wird indirekt über das Verändern des Strom-Sollwertes geregelt.[5]
- Hysteretic Mode (Hysterese-Modus, auch Zweipunktregelung): der Strom oder die Ausgangsspannung gelangen auf einen Schwellenwertschalter (z. B. einem Schmitt-Trigger), der mit seiner Hysterese die Ein- und Ausschaltpunkte der Regelung steuert.[6]
Literatur
- Klemens Heumann: Basic Principles of Power Electronics. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-3-642-82674-0.