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Power-Tipps von TI, Teil 13

Damit Kernverluste keine heiße Sache werden

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Bei höheren Frequenzen beginnen die Ummagnetisierungsverluste die zulässigen Kupferverluste zu begrenzen, bis der Punkt erreicht ist, an dem beide Verlustarten gleich groß werden. An diesem Punkt wird die Induktivität erhöht, um den magnetischen Fluss durch Hinzufügen von Windungen zu reduzieren, wodurch der Wicklungswiderstand zunimmt. Entsprechend verringert sich der Nennstrom der Induktivität. Das Ergebnis ist eine – unter dem Gesichtspunkt der Spulengröße betrachtet – optimale Frequenz.

Bild 2: Die Spitzenleistung wird durch die Ummagnetisierungsverluste begrenzt(Bild: Texas Instruments)
Bild 2: Die Spitzenleistung wird durch die Ummagnetisierungsverluste begrenzt
(Bild: Texas Instruments)

Zusammenfassend lässt sich sagen, ist es durchaus richtig, dass eine Erhöhung der Schaltfrequenz zu einer Verkleinerung der magnetischen Bauelemente führt, jedoch nur bis zu dem Punkt, an dem die Ummagnetisierungsverluste und die Verluste der AC-Wicklung ebenso groß wie die Kupferverluste sind. Wird dieser Punkt überschritten, nimmt die Größe der magnetischen Bauelemente sogar wieder zu.

Außerdem sollte der Entwickler berücksichtigen, dass in den Applikationsberichten zu den vielen heute auf dem Markt erhältlichen Produkten, die mit hohen Schaltfrequenzen arbeiten, nicht deutlich genug auf die möglichen Probleme hingewiesen wird, zu denen es aufgrund von allzu hohen Ummagnetisierungsverlusten kommen kann.

Ich hoffe, Sie sind auch nächstes Mal wieder dabei, wenn wir die Vorzüge eines SEPIC-Wandlers mit mehreren Ausgängen betrachten wollen.

* * Robert Kollman ist Senior Applications Manager und Distinguished Member of Technical Staff bei Texas Instruments

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