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Speicherdrosseln


Speicherdrosseln finden z. B. in Schaltnetzteilen Verwendung. Sie dienen zur Speicherung der Energie, die während der Leitphase durch die Drossel aufgenommen wird. In der Sperrphase wird dann die gespeicherte Energie an die nachgeschaltete Last bzw. an die Glättungskondensatoren abgegeben. Durch das ständige Ansteigen und Abfallen des Drosselstromes ergibt sich ein annähernd dreieckförmiger Stromverlauf an der Speicherdrossel.

Die Speicherenergie W ergibt sich aus der Induktivität L und dem Drosselstrom I. Es gilt:

W = ½ x L x I²

Durch die zunehmende Miniaturisierung der Schaltnetzteile und der Forderung, die Taktfrequenz der verwendeten Ventile in den Schaltnetzteilen oberhalb des Hörbereiches anzusiedeln, wird in der Regel mit Schaltfrequenzen im Bereich von 20 kHz bis 100 kHz gearbeitet. Bedingt durch diese hohen Frequenzen, mit der die Drosseln beaufschlagt werden, ist der Einsatz von qualitativ hochwertigen Kernen unabdingbar. Denn durch die hohen Frequenzen ergeben sich in Abhängigkeit des Kernmaterials und dem Kernvolumen hohe Verlustleistungen, die die Speicherdrossel erwärmen und die Einsatzbedingungen in Bezug auf die Umgebungstemperatur stark mindern. Deshalb werden bei der Firma GETRA Kerne aus hochwertigen Materialien wie MPP (Molypermalloy)und HF (High-Flux) eingesetzt, die für hohe Frequenzen geeignet sind und sich durch geringe Kernverluste auszeichnen. Alternativ dazu werden aber auch kostengünstige Kerne
aus Eisenpulver verwendet.

Bedeutend für die Dimensionierung einer Speicherdrossel sind vor allem:
  • Gleichstromvorbelastung
  • Stromwelligkeit
  • Taktfrequenz
  • Umgebungstemperatur
Durch die Gleichstromvorbelastung ergibt sich ein Abfall der Induktivität beim Nennstrom gegenüber der Leerlaufinduktivität. Die zulässige Stromwelligkeit bedingt die maximale Aussteuerung des Kernmaterials und steht damit in direktem Zusammenhang mit den Kernverlusten. Die Taktfrequenz steuert durch die Kernverluste die Eigenerwärmung der Speicherdrossel und bestimmt damit die maximal zulässige Umgebungstemperatur.

Abschließend soll noch die Dimensionierung einer Speicherdrossel aufgezeigt werden:

Gegeben sind folgende Eckdaten eines Schaltnetzteiles:

UA=12V; UV=1,2V; IA=5A; ∆I=1A; f=100kHz; Vmin=0,3

mit:

UA Ausgangsspannung
UV Spannungsverlust an der Diode und der Speicherdrossel
IA Ausgangsstrom
∆IA Restwelligkeit des Drossel-Ausgangsstromes
f Taktfrequenz des Schaltnetzteiles
Vmin minimales Tastverhältnis

Die benötigte Induktivität L lässt sich mit folgender Beziehung bestimmen:


Produkte:

Speicherdrosseln:
GETRA Geräte- und Transformatorenbau GmbH
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