Schaltwandler werden in der Leistungselektronik häufig verwendet, um Spannungspegel effizient umzuwandeln. Ein wichtiger Aspekt ihrer Leistung ist die Ausgangsspannungswelligkeit, die die Stabilität und den Betrieb angeschlossener Geräte beeinflussen kann.

Berechnung der Ausgangsspannungs-Ripple

Die Ausgangsspannungswelligkeit eines Schaltwandlers hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Schaltfrequenz, des Induktorwertes und des Laststromes.

ΔVripple ≈ (Vin - Vout × D / (fs × L)

Dabei ist Vin die Eingangsspannung, Vout die Ausgangsspannung, D das Tastverhältnis, fs die Schaltfrequenz und L der Induktorwert. Diese Formel stellt einen Ausgangspunkt für die Schätzung der Welligkeit dar.

Faktoren, die Ripple beeinflussen

Mehrere Parameter beeinflussen die Größe der Ausgangsspannungswelligkeit:

  • Schaltfrequenz: Höhere Frequenzen reduzieren im Allgemeinen die Welligkeit, können aber die Schaltverluste erhöhen.
  • Induktorwert: Größere Induktoren speichern mehr Energie und verringern die Amplitude der Welligkeit.
  • Laststrom: Höhere Lastströme neigen dazu, die Welligkeit zu erhöhen.
  • Eingangsspannung und Duty Cycle: Variationen beeinflussen die Spannungsdifferenz über die Induktivität.

Minimierung der Output Voltage Ripple

Um die Wellen der Ausgangsspannung zu reduzieren, können Entwickler den Induktorwert erhöhen, die Schaltfrequenz erhöhen oder Outputfiltertechniken wie Kondensatoren implementieren.