StepDown (Abw礪tswandler)

StepDown (AbwÄrtswandler)
Ein AbwÄrtswandler erzeugt aus einer Eingangsspannung eine niedrigere Ausgangsspannung.
Die hÄufigste Anwendung dieser Schaltung liegt in der Erzeugung einer stabilisierten, niedrigen
Spannung aus einer hÅheren Eingangsspannung. z. B. 5V und 3,3V fÇr eine ÉC Schaltung aus
einem unstabilisierten Netzteil das 8-15V liefert.
StepDown Schaltungvariante 1
Der interne Transistor schaltet die positive Spannung auf eine Spule. Da es ein NPN Transistor
ist, ist dieser als Emitterfolger geschaltet. Dies hat den groÑen Nachteil, dass der
Spannungsabfall recht hoch ist. Da es eine Darlingtonschaltung ist, gehen hier 1,0-2,0V je nach
Strom verloren. Von daher kann der Regler auch nicht die vollen 1,5A an Ausgangsstrom liefern,
da dann die zulÄssige Verlustleitung Çberschritten werden wÇrde: Bei 1A Ausgangsstrom fallen
etwa 1,5V am Transistor ab. Dies ergibt 1,5W Verlustleistung. Da der Transistor maximal 85%
der Zeit leitet, ergibt sich so worst case eine Verlustleistung von etwa 1,3W. Laut Datenblatt
kann der MC34063 im DIP GehÄuse maximal 1,25W. Es wÄre also an der Grenze. Bei einem
thermischen Widerstand von 100K/W wÇrde sich das IC so auf Çber 150ÖC Chiptemperatur bei
Raumtemperatur erhitzen. Am GehÄuse wÇrde man sich dann auch die Finger verbrennen! In der
Stepdown Konfiguration sollte man den internen Transistor daher am besten mit nicht mehr als
etwa 0,5A Ausgangsstrom belasten. Den Strombegrenzungswiderstand kÅnnte man dann zu etwa
0,5 Ohm anstelle der minimal zulÄssigen 0,2 Ohm wÄhlen, um auf der sicheren Seite zu sein.
StepDown Schaltungvariante 2 fÅr hÇheren Wirkungsgrad
Diese Variante verwendet einen externen PNP Transistor anstelle dem internen Emitterfolger.
Dadurch reduziert sich der Spannungsabfall von etwa 1,0-2V auf 0,3-0,7V. Allerdings auf
Kosten eines hÅheren Stromverbrauch: Denn hier flieÑt der Basisstrom aus der
Eingangsspannung nach Masse ab, und nicht wie beim Emitterfolger in die Last. Weiterhin ist
diese Schaltung im Eingangsspannunsgbereich etwas eingeschrÄnkt, denn der Vorwiderstand R4
muss bei niedrigen Spannung ausreichend Strom liefern, und bei hohen Spannungen darf der
Strom nicht zu hoch werden, bzw. geht der Wirkungsgrad aufgrund des hohen Stroms runter.
Der 100 Ohm Widerstand dient weniger als Spannungsteiler mit dem 330 Ohm Widerstand,
sondern vielmehr dazu, den Transistor beim Abschalten schneller sperren zu lassen. Dennoch ist
die Schaltung nicht fÇr hohe Taktfrequenzen geeignet, man braucht also eine recht grosse Spule
und liegt eher im hÅrbaren Bereich.
StepUp (AufwÄrtswandler)
Ein AufwÄrtswandler erzeugt aus einer Eingangsspannung eine hÅhere Ausgangsspannung. Die
hÄufigste Anwendung dieser Schaltung liegt in der Erzeugung einer hÅheren Betriebsspanung
z. B. aus Batterien, oder die Erzeugung von 12V aus einer vorhanden 5V Quelle (z. B. USB).
StepUp Schaltungvariante 1
Der interne Transistor schaltet die Spule periodisch gegen Masse, wodurch beim Abschalten eine
hÅhere Spannung induziert wird. In dieser Dimensionierung liefert die Schaltung 12V bei etwa
100mA aus einer Eingangsspannung zwischen 4 und 12V. Diese Spannung kann z. B. zur
Programmierung eines EPROMs oder ÉCs (Vpp Spannung) verwendet werden. Da der Strom im
Gegensatz zur Stepdown Schaltung nur impulsartig abgegeben wird wird, ist ein grÅÑerer Elko
am Ausgang erforderlich.
StepUp Schaltungvariante 2 fÅr mehr Strom
Es gibt eigentlich nur 2 FÄlle in denen der Transistor sinnvoll ist:


HÅherer Ausgangsstrom. Da der interne Transistor nur 1,5A Spitze aushÄlt, was bei
einem Stepupwandler nicht viel ist (bei 4V Eingangsspannung sind das gerade mal etwa
1W Ausgangsleistung), kann man hier einen stÄrkeren Transistor verwenden.
HÅhere Ausgangsspannung. Da der interne Transistor nur 40V aushÄlt, kann man die
Spannung durch einen externen Transistor erhÅhen. Allerdings sollte man beachten, dass
der MC34063 nur maximal 85% TastverhÄltnis erreichen kann. Dies entspricht einer um
etwa Faktor 6 hÅheren Ausgangsspannung als die Eingangsspannung. Sollte man Åber
diesen Wert gehen, ist bei der Wahl der Spule folgendes zu beachten:
Die InduktivitÄt darf einen bestimmten Wert nicht Çberschreiten, um eine bestimmte Leistung
Çbertragen zu kÅnnen. GemÄÑ der Formel
kann man den Strom ausrechnen der bei einer bestimmten Frequenz maximal in der Spule
auftreten kann, wenn der Strom zu Beginn 0 ist.
Und gemÄÑ der Energie in der Spule
und der Kenntnis, dass diese Energie in jedem Takt Çbertragen wird, kann man nun durch
Einsetzen der einen Gleichung in die andere die maximale InduktivitÄt ausrechnen, die es
ermÅglicht eine bestimmte Leistung bei den 85% TastverhÄltnis zu Çbertragen. Am Ende erhÄlt
man dann folgende Formel:
Um die Verluste usw. zu berÇcksichtigen sollte man die Spule etwa zwischen 30..70% des oben
berechneten Maximalwertes wÄhlen, aber unter keinen UmstÄnden grÅÑer, denn dann kann der
Wandler die geforderte Leistung nicht liefern und die Spannung bricht bei Belastung zusammen.
UIN ist dabei die Eingangsspannung, f die Schaltfrequenz des Wandlers und PAUS die
Ausgangsleistung. WÄhrend im Normalbetrieb eine zu groÑe InduktivitÄt nicht stÅrt, ist es hier
dagegen also genau umgekehrt.
Invertierender Wandler
Ein invertierender Wandler erzeugt aus einer positiven Eingangsspannung eine negative
Ausgangsspannung. Streng genommen handelt es sich um einen StepUp Wandler, bei dem die
Spule nicht an der positiven Spannung sondern an der negativen liegt. Daher sind die Vorzeichen
gespiegelt.
Die hÄufigste Anwendung dieser Schaltung liegt in der Erzeugung einer negativen
Betriebsspannung z. B. fÇr einen OperationsverstÄrker, oder in der Erzeugung der VLCD
Spannung eines L-C Displys
Invertierende Schaltungsvariante 1 gemÄÉ Datenblatt
Der interne Transistor schaltet die positive Spannung. Da es ein NPN Transistor ist, wird dieser
als Emitterfolger geschaltet. Dies hat den groÑen Nachteil, dass der Spannungsabfall recht hoch
ist. Da es eine Darlingtonschaltung ist, gehen hier 1,0-1,3V je nach Strom verloren. Da der
MC34063 keine negativen Spannungen verarbeiten kann, wird dessen GND Potential nun der
Ausgang der negativen Spannung. Die maximal zulÄssige Ausgangsspannung wird daher durch
die Differenz der positiven Betriebsspannung und der negativen Ausgangsspannung begrenzt.
Diese darf 40V nicht Çbersteigen. Da der Bezugspunkt des Feedbackpins des MC34063 die
negative Ausgangsspannung ist, sieht der MC34063 Masse als positive Spannung. Der
Spannungsteiler aus R3 und R1 wird daher genauso berechnet wie bei jeder anderen Schaltung.
Damit der Wandler sicher startet sollte der GlÄttungselko am Ausgang nicht zu klein sein, da
dieser beim Einschalten quasi in Reihe zum MC34063 sitzt und dieser sich daher aus diesem mit
Strom versorgen muss.
Invertierende Schaltungsvariante 2 mit externem Transistor gemÄÉ Datenblatt
Um den hohen Spannungsverlust am Schalttransistor zu umgehen kann man einen externen PNP
Transistor einsetzen. Sobald der interne Transistor des MC34063 einschaltet, bekommt der
externe PNP Transistor seinen Basisstrom und schaltet ein. Somit hat dieser nun einen sehr
geringen Spannungsabfall von wenigen 100mV. Der 100 Ohm Widerstand dient weniger als
Spannungsteiler mit dem 220 Ohm Widerstand, sondern vielmehr dazu, den Transistor beim
Abschalten schneller sperren zu lassen. Ein Nachteil dieser Schaltung ist, dass der Basisstrom
aus der negativen Spannung stammt, die aufwendig erzeugt wurde. Von den so erzeugen -14,5V
gegen GND, also -19,5V gegen 5V werden nur etwa 0,7V benÅtigt, der Rest wird im
Vorwiderstand verheizt.
Da bei LCDs die Kontrastspannung als Bezugspunkt die positive Betriebsspannung besitzt, ist es
auch sinnvoll die Regelung des MC34063 nicht an GND sondern an die positive
Betriebsspannung anzuschlieÑen. Dadurch ist die Kontrastspannung auch bei
Betriebsspannungsschwankungen konstant.
Invertierende Schaltungsvariante 3 mit externem Transistor gemÄÉ Datenblatt von ST
Um das Problem mit dem Basisstrom fÇr den externen Transistor aus der negativen Spannung zu
beseitigen liegt es nahe, den Strom aus der Schaltungsmasse anstelle der negativen Spannung zu
nehmen. Solch eine Schaltung findet sich sogar in einem Datenblatt vom MC34063, allerdings
nicht in der eines MC34063 von ON/Motorola sondern in einem von ST. Diese Schaltung sieht
auf den ersten Blick besser aus als die vorhergehende, hat aber dennoch einen gravierenden
Nachteil: In der Praxis ist nÄmlich der Strom im Leerlauf hÅher als bei der vorhergehenden
Schaltung. Dies liegt daran, dass das interne Flipflop anscheinend zwischen GND und V+ hin
und herschaltet, was ja eigentlich gewÇnscht ist. In diesem Fall wird die Basis-Emitterspannung
der Transistoren negativ, und bei etwa -8V bricht die Basis-Emitter Diode durch und wird somit
leitend. Auch in der Sperrphase wird daher der erzeugten negativen Spannung ein Strom
entnommen der wieder nachgeliefert werden muss. Zumindest die ICs von Fairchild, ON und
TSC verhalten sich so. ICs von ST konnte ich noch keine bekommen um nachzuprÇfen ob diese
vielleicht anders aufgebaut sind. Diese Schaltung ist auf jedenfall nicht empfehlenswert.
Invertierende Schaltungsvariante 4 mit externem Transistor, Eigenkreation
Das Problem mit dem Durchbruch der Basis-Emitter Diode umgeht diese Schaltung. Da ein
Transistor an sich aus 2 Dioden besteht, kann man bei diesem Emitter und Kollektor
vertauschen. Die Basis-Kollektor Diode hat nÄmlich den Vorteil, dass sie eine sehr viel hÅhere
Spannung aushÄlt, die meist genauso groÑ ist wie die zulÄssige Kollektor-Emitter Spannung. In
diesem Fall also 40V. Da der Transistor ein Darlingtontransistor ist und hier nur wenig Strom
benÅtigt wird, wird nur der schwache Treibertransistor als Transistor verwendet, und der
eigentliche Schalttransistor dient als Diode um den Basistrom des PNP Transistors Çber den
Treiber Transistor nach Masse abzufÇhren. Dieser Betrieb ist in keinem Datenblatt erwÄhnt, aber
auch nirgends verboten, von daher kann man nicht mit Sicherheit sagen, dass diese Schaltung
zulÄssig ist. Ich verwende die Schaltung aber schon seit Jahren ohne Probleme. Der
Wirkungsgrad dieser Schaltung ist deutlich hÅher als bei den zuvor gezeigten. Der offene
Emitterpin schwingt wie erwartet zwischen etwa +0,7V und negativer Ausgangsspannung hin
und her.
Invertierende Schaltungsvariante 5 fÅr bipolare Spannungen
Die letze Variante erzeugt gleichzeitig eine positive und eine negative Spannung aus einer
niedrigeren positiven Spannung. Dies ist z. B. fÇr OperationsverstÄrker oder aber auch fÇr TFT
Displays wichtig, die hÄufig +15V und -10V benÅtigen. Bei der Schaltung handelt es sich um
einen StepUp Wandler der Çber D1 an C1 eine positive Spannung erzeugt, die Çber den
Spannungsteiler zurÇckgefÇhrt und geregelt wird. Die Spannung an Pin 1 schwingt daher
zwischen 0V (eingeschaltetem Transistor) und Ausgangsspannung + Diodenspannung
(Spannungsspitze beim abgeschalteten Transistor) hin und her. Diese Wechselspannung wird
Çber C4 und D2-3 gleichgerichtet und zwar in negativer Richtung. C5 lÄd sich daher auf eine um
eine Diodenspannung niedrigere Spannung (und negativem Vorzeichen) als die Spannung an C1
auf. Diese Spannung ist an sich nicht geregelt, aber Çber C4 mit der geregelten, positiven
Spannung verkoppelt. Lediglich der Spannungsabfall an C4 und D2-D3 wird nicht ausgeregelt.
Weitere Anwendungen

verlustarme Konstantstromquelle
Wichtig zu wissen

Das IC verwendet ein festes TastverhÄltnis von ca. 0,857. Die einzigen MÅglichkeiten,
dieses TastverhÄltnis zu verkÇrzen sind
1. Vorzeitiges Ausschalten durch die Strombegrenzung, eingestellt durch Rsc
(Ipk(switch) = 330 mV / Rsc). Da die Abschaltung des Impulses nach Erkennen des
Überstroms eine kurze Zeitspanne benÅtigt, darf der Strom in der Spule nicht zu
schnell ansteigen, sie muss also eine bestimmte MindestinduktivitÄt haben und
darf nicht in die SÄttigung kommen. Im StepUp Fall sollte auch eine bestimmte
MaximalinduktivitÄt nicht Çberschritten werden, damit die Spule in der durch C
definierten Zeit auch aufgeladen werden kann.
2. VerspÄtetes Einschalten durch eine zu hohe Ausgangsspannung (entspricht einer
zu hohen Eingangsspannung an CII) vor dem Beginn eines Zyklus. Sinkt die
Spannung nicht innerhalb der ersten 85,7% des Zyklus auf oder unter die
Referenzspannung, entfÄllt sogar der gesamte Impuls.

Der fÇr die Schaltfrequenz zustÄndige Oszillator und der fÇr den Vergleich mit der
Referenzspannung zustÄndige Komparator sind nicht synchronisiert. Dies bedeutet, das
oben erwÄhnte verspÄtete Einschalten erfolgt bei zwei aufeinander folgenden Impulsen
normalerweise zu vÅllig unterschiedlichen Zeitpunkten. Das TastverhÄltnis variiert
stÄndig. Normalerweise wÇrde man bei stabiler Eingangsspannung und stabiler Last ein
Einpendeln auf ein stabiles TastverhÄltnis erwarten. Das ist beim MC34063
prinzipbedingt unwahrscheinlich.

Die Regelschleife des ICs ist nur im diskontinuierlichen Betrieb (Spulenstrom fÄllt in
jedem Takt wieder auf 0) stabil. Im kontinuierlichen Betrieb, besonders bei zu hoher
SpuleninduktivitÄt, kann es zu Regelartefakten kommen. Dann steigt z. B. der
Spulenstrom bis doch die Überstromabschaltung greift, die Regelschleife schwingt. Dies
liegt daran, dass der Komparator aufgrund der Bauweise des ICs den Ausgangsimpuls
innerhalb der ersten 85,7% eines Zyklus zwar einschalten, aber nicht mehr ausschalten
kann. Einmal eingeschaltet laufen entweder die ersten 85.7% eines Zyklus ab und es wird
an diesem Zeitpunkt normal abgeschaltet, oder die Strombegrenzung schaltet den Impuls
vorzeitig ab.

Bei niedriger Last geschieht die Spannungsregelung Çber das Auslassen von Impulsen
(Pulsfrequenzmodulation). Dies kann dazu fÇhren, dass der Ripple der
Ausgangsspannung eine sehr viel niedrigere Frequenz aufweist als die Schaltfrequenz.

Die im Datenblatt angegebenen 1,5A sind der Spitzenstrom des internen Transistors,
nicht der Ausgangsstrom des Schaltreglers. Insbesondere in der StepUp Konfiguration ist
der Ausgangsstrom viel geringer.

StepUp oder Inverter mit einem SpannungsverhÄltnis Çber 6,5 ist nur im
diskontinuierlichen Betrieb mÅglich. Daraus ergibt sich eine Obergrenze fÇr die
InduktivitÄt.

Der Strombegrenzungswiderstand Rsc dient nicht nur als Strombegrenzung fÇr den
Ausgangsstrom, sondern ist auch wichtig um den Spulenstrom in jedem Schaltzyklus zu
begrenzen: Geht die Spule z. B. bei 0,15A in die SÄttigung muss Rsc so dimensioniert
werden, dass der Strom die 0,15A nie Çbersteigt (der passende Wert wÄre hierfÇr also
Rsc=0,33V/0,15A=2,2Ohm.) Ansonsten verringert sich der Wirkungsgrad der Schaltung
stark.
Vergleich 34063 vs. LM257x
Der MC34063 und der LM2575 sind von den Daten her in etwa vergleichbar, der 34063 kann
auch als Stepup eingesetzt werden, was mit dem LM257x nicht mÅglich ist.
Im Schaltverhalten unterscheiden sich beide Regler deutlich wie nachfolgende Messungen
zeigen. Um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten wurden bei beiden die gleichen Spulen, Dioden
und Elkos verwendet. Auch das Platinenlayout war vergleichbar. Die Eingangsspannung betrug
12 V, die Ausgangsspannung 5 V. Verwendet wurden ein TS34063 und ein LM2575-5 (mit
LM2574 und LM2576 sind identische Ergebnisse zu erwarten). Beim 34063 wurde die
Strombegrenzung mit 0,5 Ohm auf etwa 0,6 A eingestellt. FÇr den Oszillator wurden 470 pF
verwendet was etwa 50 kHz ergibt, um im gleichen Bereich wie der LM257x zu liegen. Belastet
wurde der Ausgang mit 50 Ohm bzw. 100 Ohm was einen Laststrom von 100mA bzw. 50mA
ergibt. Am Eingang wurde ein normaler 100 ÉF Elko verbaut, am Ausgang ein 220 ÉF SMD
Elko. GemÄÑ Datenblatt wÄre fÇr diesen niedrigen Strom beim LM257x eigentlich eine weitaus
grÅÑere InduktivitÄt von etwa 680 ÉH notwendig. Die Schaltung ist aber bewusst auf einen
hÅheren Strom dimensioniert und nur mit einem geringen Strom belastet wurden, da dieser
Zustand in der Praxis hÄufig vorkommt und hier die Unterschiede zwischen beiden Reglern am
deutlichsten ausfallen. FÇr den 34063 entsprecht die GrÅÑe der InduktivitÄt sogar den
Empfehlungen aus dem Datenblatt.
Messung 1: 100 mA Last
LM2575, 100 mA
rot: Ausgangsspannung
grÇn: Ausgangsripple
Das Ergebnis ist wie erwartet: Die Spannung am Ausgang des LM2575 (rot) ist ein sauberes
Rechteck das zwischen Vin-Vsat und 0 V - V diode, also zwischen etwa 10,5 V und -0,5 V
pendelt. Der Ripple auf der Ausgangsspannung (grÇn) ist dreieckfÅrmig, ein Zeichen dass der
Ripple vor allem durch den ESR des Ausgangselkos in Verbindung mit dem dreickfÅrmigen
Spulenstrom entsteht. Die Amplitude betrÄgt etwa 120 mVss. Das ist nicht wirklich gut, aber
akzeptabel. Die Ursache liegt darin, dass es sich bei den Elkos nicht um Low ESR Elkos handelt.
34063, 100 mA
rot: Ausgangsspannung
grÇn: Ausgangsripple
An der Ausgangsspannung erkannt man beim 34063 deutlich, dass der Regler im
diskontinuierlichen Betrieb arbeitet, der Spulenstrom erreicht den Wert Null, der Ausgang des
Reglers wird dann Çber die Spule auf HÅhe der Ausgangsspannung gezogen und schwingt
aufgrund parasitÄrer KapazitÄten. Dieser Verhalten entsteht dadurch, dass der 34063 die
Impulsbreite nur durch einen Überstrom verkÇrzen kann, oder durch eine hohe
Feedbackspannung zu Beginn einer Taktperiode. Ist beides nicht der Fall, erfolgt ein voller
Zyklus. Dies fÇhrt dazu, dass die Regelung durch Auslassen einzelner Impulse (hier jedes 2.
Impulses) geschieht. Dadurch halbiert sich in diesem Fall die effektive Schaltfrequenz auf etwa
25 kHz, was logischerweise den Ripple auf der Ausgangsspannung vergrÅÑert. Die Amplitude
betrÄgt daher etwa 175 mVss. Etwas mehr als beim LM257x, aber noch im grÇnen Bereich fÇr
Çbliche Anwendungen.
Messung 2: 50 mA Last
LM2575, 50 mA
rot: Ausgangsspannung
grÇn: Ausgangsripple
Auch hier ist das Ergebnis wie erwartet: Aufgrund des geringen Stromes arbeitet der LM257x im
diskontinuierlichen Betrieb, der Spulenstrom erreicht also den Wert Null. Dennoch liegt der
Ripple auf der Ausgangsspannung bei gerade mal etwa 100 mVss. Dieser niedrige Wert liegt an
der kurzen Einschaltdauer und dem dementsprechend niedrigeren Spitzenstrom in der Spule, der
logischerweise zu einem geringeren Spannungsabfall am ESR des Ausgangselkos fÇhrt. Die
Arbeitsfrequenz liegt wie auch bei der 100 mA Messung bei knapp Çber 50 kHz, ist also
unabhÄngig vom Strom.
34063, 50 mA
rot: Ausgangsspannung
grÇn: Ausgangsripple
Beim ersten Blick sieht man schon: Das Verhalten des 34063 bei geringen Lasten ist chaotisch
und nur schwer vorherzusagen, da der Zufall eine groÑe Rolle spielt.
Dieses chaotische Schaltverhalten macht sich oft auch akustisch in der Spule bemerkbar: Man
hÅrt ein Rauschen. Ursache fÇr dieses Verhalten ist das Funktionsprinzip des 34063: Ist wÄhrend
seiner Einschaltdauer die Eingangsspannung oberhalb des Schwellwertes des internen
Komparators, bleibt der Ausgang aus. Ist die Eingangsspannung zu Beginn des Zyklus schon
niedriger, ist der interne Transistor fÇr eine ganze Einschaltdauer (0,85*Periodendauer) an.
Unterschreitet die Spannung dagegen wÄhrend der Einschaltdauer den Schwellwert, schaltet der
34063 fÇr den Rest der Zeit ein. Dadurch entstehen diese unterschiedlich langen Einschalt- und
Ausschaltzeiten. Da der Zeitpunkt an dem der interne Komparator schaltet von sehr vielen
Faktoren abhÄngig ist (Ausgangsspannung, Spulenstrom (also vorhergehende Zyklen),
StÅrungen usw. lÄsst sich das genaue Verhalten nicht vorhersagen, der 34063 schaltet mehr oder
weniger zufÄllig.
Die Arbeitsfrequenz lÄsst sich hier daher nicht wirklich bestimmen, da nahezu jeder Impuls eine
andere LÄnge hat. Der Ripple liegt bei etwa 180mVss, fast dem doppelten Wert den der LM257x
bei diesem Strom aufweist. Das Hauptproblem an dem Ripple ist aber nicht der hohe Ripple
selbst, sondern die unberechenbare Frequenz die eine Dimensionierung eines Filters am Ausgang
erschwert.
Dass der Ripple sich hier dennoch in Grenzen hÄlt, liegt vor allem daran, dass sich beim
Stepdownregler die ánderungen direkt auf den Ausgang auswirken: Ein Einschaltzyklus fÇhrt zu
einem hÅheren Spulenstrom und somit zu einer hÅheren Ausgangsspannung, was wiederum zu
einer hÅheren Feedbackspannung fÇhrt. Ein gewisser Ripple auf der Ausgangsspannung ist fÇr
das Regelverhalten sogar hilfreich, da er hilft die Hysterese des Komparators zu Çberwinden und
somit zu einer hÅheren Schaltfrequenz fÇhrt. Im Stepup Modus ist der Zusammenhang zwischen
TastverhÄltnis und Çbertragener Energiemenge nicht ganz so einfach, denn wenn das
TastverhÄltnis zu hoch ist, wird die Spule in der Ausschaltphase die Energie nicht los, was dazu
fÇhrt dass effektiv weniger Energie am Ausgang ankommt, stattdessen der Spulenstrom von
Zyklus zu Zyklus weiter ansteigt. Dies setzt sich solange fort, bis die Strombegrenzung
anspricht. Diese ist daher im Stepup Modus zwingend erforderlich.
Fazit
FÇr Schaltungen die eine saubere Spannung benÅtigen, und eine stark wechselnde
Stromaufnahme haben (es also vorkommen kann, dass die Stromaufnahme recht gering ist, wie
hier gezeigt), dann sollte man auf den etwas teureren LM257x (oder andere PWM Regler)
zurÇckgreifen, da sich dessen Spannung gut filtern lÄsst. Der 34063 eignet sich dagegen fÇr alle
Anwendungen bei den es nicht zu sehr auf den Ripple ankommt, wie z. B. Digitalschaltungen
oder Motoren. Wenn der 34063 mit einem ausreichend hohen Strom belastet wird, bzw. die
Spule ausreichend groÑ dimensioniert wird, dann erreicht er zumindest im Stepdown Betrieb
aber auch gute Werte. MÅchte man den Ripple weiter wegfiltern, ist hinter den Ausgangselko ein
LC Filter zu setzen. Der Abgriff des Feedbackanschlusses erfolgt aber weiterhin am bisherigen
Ausgangselko, denn wie weiter oben beschrieben ist, ist der Ripple fÇr die Regelung des 34063
notwendig. Ohne diesen Ripple verhÄlt sich der 34063 wie ein Zweipunktregler: Die Spannung
pendelt zwischen 2 Werten. Durch die ZusÄtzliche ZeitverzÅgerung des LC Filters wÇrde sich
das Pendeln sogar noch verstÄrken (dies trifft bei den meisten Reglern zu, denn die zusÄtzliche
Phasenverschiebung kann die Regelschleife destabilisieren).