Howto Wie man die Restwelligkeit von Schaltreglern optimiert

Erwin H

Analog guy who still doesn't leave town
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Am Beispiel eine einfachen Step-Down-Reglers (mit max. 0,7 A Ausgangsstrom) bei 2 MHz, 5 V und 10 Ohm Last, der als Präzisionsspannungsquelle ausgelegt wurde.

In der oberen Schaltung kann man eine Kombination von Induktivitäten und Kondensatoren wählen. Man erkennt recht schnell, dass Keramikkondensatoren eine gute Wahl sind, wobei man bei Class2 Keramiken (X5R, X7R) auf eine gute Spannungsfestigkeit achten soll. Die Auswahl der Induktivitäten ist bezüglich der Restwelligkeit unkritisch, aber die DC Verluste sind im Beispiel von 5 mW bis 125 mW. Man erreicht Restwelligkeiten von ca. 7,5 mVss.

In der unteren Schaltung kommt eine stromkompensierte Drossel hinzu, damit sinkt die Restwelligkeit auf ca. 4,4 mVss. Hier ist durch weitere Optimierung noch einiges zu holen. Evtl auch Ersatz durch eine einfache Spule. Hier muss allerdings der Abgriff für den OP vor die Spule gelegt werden. Da hilft dann keine Simulation weiter, es muss ausprobiert werden.

Bezüglich des Wirkungsgrades ist nicht mehr viel zu erreichen. Schaltfrequenz runter, dickere Spule könnte minimal was bringen.
 

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