LE4_5a DC/DC Wandler - Mehrquadrantenbetrieb und bidirektionaler Energiefluss
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- เผยแพร่เมื่อ 7 ก.พ. 2025
- Vorlesung Leistungselektronik im Studiengang Mechatronik an der DHBW Stuttgart Campus Horb.
In diesem Teil wird erläutert, was der Betrieb in mehreren Quadranten bei DC/DC Wandler bzw. Gleichstromstellern bedeutet. Danach wird gezeigt, wie ausgehend von der Schaltung des Tiefsetzstellers (Einquadrantenstellers) die Schaltungen der Zweiquadrantensteller (2QS) mit Strom- und Spannungsumkehr abgeleitet werden können. Daraus wird dann die Schaltung des Vierquadrantenstellers (4QS) abgeleitet.
Sehr gut erklärtes Video. In 13 Minuten alle Mehrquadrantenbetriebe kapiert. Danke ^^
Danke Ihnen
Danke du hast mir so viel geholfen! Ich wusste nicht, dass die IGBT's nur Strom in eine Richtung leiten, wenn sie geöffnet sind. Demnach hat für mich nichts Sinn ergeben.
Also nur damit ichs auch wirklich richtig verstanden habe: Ich könnte beim geöffneten IGBT auch ein Ersatzschaltbild mit Diode zeichnen und mit einen MOSFET wäre die Schaltung so nicht möglich. Stimmt das so ? Nochmals vielen Dank und Grüße aus Karlsruhe :).
Ja der IGBT selber kann nur in eine Richtung Strom führen, aufgrund des zusätzlichen PN Übergangs im Aufbau, gegenüber einem LeistungsMOSFET. Allerdings werden bei IGBTs häufig im selben Gehäuse schnelle antiparallele Dioden verbaut, dadurch wird eine Rückwärtsleitfähigkeit erzeugt (bei entsprechender Spannungsrichtung). Die Schaltung wäre mit MOSFETs auch so möglich, allerdings hat der MOSFET ohnenhin eine "eingebaute" Body bzw. Inversdiode. Bei MOSFETs mit großen Sperrspannungen zeigt diese ein ausgeprägtes Reverse-Recovery Verhalten, was zu starken Verlusten führt. Der Zweiquandrantensteller wird als DC/DC Wandler mit Synchrongleichrichter sogar sehr häufig mit MOSFETs eingesetzt.
7:57 habe ich nicht verstanden. Strom kann über D1 fließen, wenn UA > UE, aber das ist ein Tiefsetzsteller
UA (am Motor) ist immer kleiner als UE, dass ist durch die Schaltung vorgegeben. D1 kann aber leiten, falls die Ankerinduktivität des Motors als Induktivität in einem Hochsetzsteller genutzt wird. D.h. dann kann D1 auch leiten falls UA
Danke ,wollte ich auch fragen, aber Sie haben das in letzten Video erklärt LE4_4a DC/DC Wandler - Synchrongleichrichter
Kann ein 2 Quadrantensteller lücken?
Das hängt von der Art und Weise der Ansteuerung ab. Bspw. kann man für eine Energieflussrichtung die Schaltung als Tiefsetzsteller nutzen und nur den oberen Transistor takten und für die andere Energieflussrichtung nur den unteren Transistor takten, dann arbeitet die Schaltung für als Hochsetzsteller. Wenn man diese Ansteuerungsart wählt, dann kann in beiden Betriebsarten ein Lückbetrieb auftreten. Wenn hingegen die Ansteuerung derart erfolgt, dass die Transistoren immer abwechselnd während einer Periode angesteuert werden, dann tritt kein Lückbetrieb auf.
@@burkhardulrich8836 Sehr verständlich erklärt, vielen Dank! Eine Frage hätte ich da noch. Kann sich ein Motor, der von einem 2 QS versorgt wird, im Leerlauf befinden?
@@dominikbauer4451 Ja, wenn unter Leerlauf verstanden wird, dass der Motor an der Welle unbelastet ist. Nimmt man bspw. an, das der 2QS in der Betriebsweise mit abwechselndem Takten der beiden Transistoren (entsprechend einem Abwärtswandler mit Synchrongleichrichter) betrieben wird, dann wird sich die Motordrehzahl entsprechend dem Mittelwert der Spannung, die der 2QS am Ausgang hat einstellen. In dem geschilderten Spezialfall (nichtlückender Betrieb) entsprechen D*UE (mit Tastverhältnis D des oberen Transistors). Der Strommittelwert wird sich entsprechend durch den (Dreh-)Momentenbedarf des Motors ergeben. Ideal also im Leerlauf 0A (praktisch größer 0 wegen Reibung...). Der Zeitverlauf des Stromes wäre dann dreieckförmig mit einem Mittelwert nahe 0A und damit abschnittsweise positiv und negativ.