Texas Instruments TI-PMLK Bedienungsanleitung Seite 47

Experimentelle Oszilloskopkurven
Die Diagramme in den Abbildungen 5 bis 8 zeigen einige Beispiele für die Wellenformen der Ausgangsspannung, des Eingangsstroms und der Schaltknotenspannung des TPS54160-Abwärtsreglers
unter verschiedenen Betriebsbedingungen.
1.00 ms/Div
20.0 mV/Div, 5.00 V/Div, 100.0 mA/Div 1.00 ms/Div
20.0 mV/Div, 2.00 V/Div, 100.0 mA/Div
Ausgangsspannung Ausgangsspannung
Eingangsstrom
T
s Schaltknoten
t t
Eingangsstrom
ON OFF
Schaltknoten
Abbildung 5: V = 6 V, I = 1.5 A, f = 500 kHz, C = 220 mF (Elko) Abbildung 6: V = 6 V, I = 1.5 A, f = 500 kHz, C = 10 mF (Keramikkondensator)
in out s out in out s out
Die Kurven in den Abbildungen 5 und 6 zeigen die Welligkeit der Ausgangsspannung (blaue Kurve) bei einem Elektrolyt- bzw. Keramikausgangskondensator. Ein Überschwingen ist bei der Ausgangs-
spannung an den MOSFET-Schaltzeitpunkten zu beobachten, an denen die Schaltknotenspannung (1) (rote Kurve) steigt (MOSFET EIN) und fällt (MOSFET AUS). Diese Schwingungen werden durch
parasitäre L-C-Parameter des Platinenlayouts und der Spannungstastköpfe des Oszilloskops verursacht, die Resonanzkreise bilden, die durch den starken Anstieg und Abfall der Schaltknotenspan-
nung erregt werden.
Die erweiterte rote Kurve mit dem Rechtecksignal der Schaltknotenspannung in Abbildung 6 zeigt, dass die Wellenform während der Ein- (ON) und Ausschaltzeiten (OFF) des MOSFET nicht flach
verläuft. Die Steigung der Schaltknotenspannung während der Einschaltzeiten wird durch den sofortigen Spannungsabfall über den Kanalwiderstand des MOSFET verursacht, dessen Größe zunimmt,
während der ansteigende Induktorstrom durch diesen fließt. Die Steigung der Schaltknotenspannung während der Ausschaltzeiten wird durch den sofortigen Durchlassspannungsabfall der Diode
verursacht, dessen Größe abnimmt, während der abnehmende Induktorstrom durch diese fließt.
Die grüne Kurve für den Eingangsstrom weist die typische Wellenform auf, wenn der Eingangskondensator ausreichend groß ist. Die Spitze-zu-Spitze-Größe dieser Stromwelligkeit wird auch durch
die Streuinduktivität der Verbindungskabel zwischen Netzgerät und Platine sowie durch die Ausgangsimpedanz des Netzgeräts selbst beeinflusst.
(1) Der Schaltknoten entspricht dem PH-Knoten (Testpin TP ) im TPS54160-Schaltplan.
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