Was ist ein Sperrwandler?
Ein Sperrwandler ist ein Abwärtswandler, bei dem der elektrische Strom isoliert wird, um zu verhindern, dass Energie zwischen den Eingängen und Ausgängen übertragen wird. Es wird in Anwendungen mit Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) verwendet. Ein Transformator wird innerhalb der Schaltung durch Aufteilen des Induktors gebildet, und Sperrwandler werden in Hochleistungssystemen wie Computern und Fernsehgeräten verwendet, um zu ermöglichen, dass sie so wenig Energie wie möglich verbrauchen. Sie werden vor allem deshalb bevorzugt, weil sie weniger Bauteile als andere elektrische Geräte verwenden und relativ kostengünstig einzubauen sind.
Der Sperrwandler schaltet schnell zwischen Ein und Aus um. Ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) und eine Diode steuern das Schalten. Im eingeschalteten Zustand des Umrichters speichert ein Transformator Energie und gibt diese beim Ausschalten des Geräts frei. Die enge Kopplung der Primär- mit den Sekundärwicklungen minimiert die Streuinduktivität oder den Stromabfall aufgrund des Magnetflusses zwischen nicht ausgerichteten Wicklungen. In einem Sperrwandler wird die dabei erzeugte Energie als Wärme abgegeben.
Wenn der Sperrwandlerschalter eingeschaltet ist, sind der primäre Eingang des Transformators und die Eingangsspannungsquelle miteinander verbunden. Wenn es ausgeschaltet ist, ermöglicht der Schalter die Energieübertragung vom Transformator zum Ausgang des Wandlers. Mit der im Transformator gespeicherten Energie können mehrere Ausgänge einbezogen werden. Die Wandler haben auch eine Schiene, die geladen wird, damit der Transformator über die Pulsweitenmodulation mit Strom versorgt wird.
Aufgrund des geringen Stromverbrauchs eignet sich die elektrische Leistungsumwandlung eines Sperrwandlers für Geräte mit einer Leistung von 50 bis 100 Watt. Jeder hinzugefügte Ausgang besteht aus einer eigenen Wicklung, einer Diode und einem eigenen Kondensator. Mehrere Ausgänge können ausreichend Spannung hinzufügen, um die Streuinduktivität zu erhöhen. Die dadurch verursachte Rufspannung kann durch eine Dämpfungsschaltung reduziert werden. Dies stellt einen angemessenen Schutz basierend auf dem Typ des verwendeten Transistors sicher.
Wenn Sie die Diode aus dem System entfernen, wird das Gerät als Flyback-Transformator klassifiziert, mit dem eine Plasmalampe oder ein Spannungsvervielfacher betrieben wird. Im Allgemeinen müssen der Wandler und der Steuerkreis jeweils auf einem Sperrwandler isoliert sein. Die Steuerung des Strommodus ist zur Stabilisierung der Ausgangsleistung unerlässlich. Signale zur Spannungsregelung werden über einen Optokoppler im Stromkreis oder über eine zusätzliche Spulenwicklung erzeugt. Die Regulierung des Spannungs- und Strommodus ist wichtig für Gegenstände wie Telefonladegeräte, die eine hohe Genauigkeit erfordern, die durch gründliche Wellenformanalyse und computergesteuerte Entwurfsprinzipien erreicht wird.