Die Pulsbreitenmodulation (PWM) ist eine gängige Technik, die in DC/DC-Wandlern zur Regelung der Ausgangsspannung verwendet wird. Die Berechnung des Duty-Cycle ist für den Entwurf und die Analyse dieser Wandler unerlässlich. Dieser Artikel bietet eine schrittweise Anleitung zur Bestimmung des Duty-Cycles in PWM-basierten DC/DC-Wandlern.

Duty Cycle verstehen

Der Tastgrad (D) ist das Verhältnis der Einschaltzeit des Schalters zur gesamten Schaltperiode, ausgedrückt als Prozentsatz oder Dezimalzahl, der direkt die Ausgangsspannung des Umrichters beeinflusst.

Grundlegende Berechnungsformel

Die grundlegende Formel für die Berechnung des Duty Cycle in einem Buck Converter ist:

D = Vout / Vin

Wobei Vout die gewünschte Ausgangsspannung und Vin die Eingangsspannung ist.

Schritt-für-Schritt-Berechnung

Befolgen Sie diese Schritte, um den Duty Cycle zu berechnen:

  • Identifizieren Sie die Eingangsspannung (Vin) und die gewünschte Ausgangsspannung (Vout).
  • Verwenden Sie die Formel D = Vout / Vin.
  • Berechnen Sie das Verhältnis, um den Arbeitszyklus zu finden.
  • Den Duty Cycle als Prozentsatz angeben, indem das Dezimalergebnis mit 100 multipliziert wird.

Wenn Vin 12V und Vout 5V ist, dann:

D = 5 / 12 ≈ 0.4167

Ausgedrückt als Prozentsatz ist der Arbeitszyklus ungefähr 41,67% .

Zusätzliche Überlegungen

Reale Faktoren wie Bauteiltoleranzen, Schaltverluste und Effizienz können Anpassungen des berechneten Arbeitszyklus erfordern, die bei der Konstruktion berücksichtigt werden müssen.