Was ist eigentlich der Ausgangsstrom eines Aufwärtswandlers?

Was ist eigentlich der Ausgangsstrom eines Aufwärtswandlers?

Hoffentlich erklären die folgenden Diagramme den Ausgangsstrom und den Unterschied zwischen kontinuierlichem und diskontinuierlichem Betrieb.

Sehen Sie sich die blauen Spuren sowohl im kontinuierlichen als auch im diskontinuierlichen Modus an - dies ist der Gleichrichter- oder Diodenstrom (was Sie als CR1 bezeichnen). Der Diodenstrom ist der Strom sowohl in den Kondensator als auch in den Lastwiderstand.

Wenn der durchschnittliche Strom nicht konstant ist, würde die Ausgangsspannung entweder auf Null zusammenbrechen oder ansteigen, bis etwas "Knall" macht. In Wirklichkeit ist es der durchschnittliche Strom, der in die Last fließt, denn ohne Last würde ein durchschnittlicher Strom ungleich Null die Ausgangsspannung immer weiter nach oben treiben.

Der Ausgangslastwiderstandsstrom ist daher der durchschnittliche Diodenstrom

Wenn der Schalter eingeschaltet ist, steigt der Strom in der Induktivität an und die Last wird allein durch den/die Ausgangskondensator(en) gespeist. Die Gleichrichterdiode ist in Sperrichtung vorgespannt.

Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ist die Gleichrichterdiode in Vorwärtsrichtung vorgespannt und die Last (einschließlich des Ausgangskondensators) wird von der Ausgangsinduktivität gespeist.

CCM und DCM basieren auf dem Verhalten des Drosselstroms, der ein Faktor des Laststroms, der Drosselgröße und der Schaltfrequenz ist.

Der Laststrom ist dank der Ausgangskondensatoren das arithmetische Mittel der Diodenstromwellenform.

(Sie können einen Aufwärtswandler ganz einfach mit einem der kostenlosen Spice-basierten Simulatoren da draußen simulieren und ein Gefühl für all diese Dinge bekommen, indem Sie mit der Frequenz, der Induktorgröße und dem Laststrom spielen. Ich mag LTSpice für diese Art von Aufgabe.)

Wie Ihre aktuellen Diagramme zeigen, ist der Induktorstrom nicht konstant, sodass das Konzept, dass „der Induktorstrom“ ein einzelner (zeitunabhängiger) Wert ist, nicht gültig ist.

Es gilt jedoch, dass der Drosselstrom keine plötzlichen Änderungen aufweist (die erste Ableitung ist immer endlich). Dies ist eine grundlegende Eigenschaft eines Induktors und wird in Ihrem 3D-Diagramm veranschaulicht: Der Induktorstrom ist ein Sägezahn.

Wenn Sie über „Ausgangsstrom“ sprechen, müssen Sie vorsichtig sein, was Sie meinen: Wenn Sie Induktorstrom = Ausgangsstrom sagen, meinen Sie den Strom, der in (Last + Ausgangskondensator) fließt.

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(nach Fragenaktualisierung)

CCM bedeutet, dass immer ein Strom durch die Induktivität fließt. Das bedeutet, dass der in Last + Kondensator eingespeiste Strom auf einen bestimmten Wert abfällt und dann abrupt auf 0 abfällt.

DCM bedeutet, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt kein Strom durch die Induktivität fließt. Das bedeutet, dass der in Last + Kondensator eingespeiste Strom auf 0 abfällt.

Daher kann DCM/CCM sowohl an der Induktivität als auch an der Last + Kondensator (und auch am Eingang) beobachtet werden.

Ich denke, der entscheidende Punkt ist, dass der durchschnittliche Strom durch die Last (der konstant ist, mit einer geringen Welligkeit) gleich dem durchschnittlichen Strom durch die Diode ist (die pulsiert). Mit anderen Worten, die Fläche unter der ICR1- _Kurve für ein beliebiges gegebenes Intervall ist gleich der Fläche unter der I0- _Kurve für dasselbe Intervall.