Regelung eines Gleichstromstellers

Um e​inen Gleichstromsteller o​der auch e​in Schaltnetzteil a​uf die gewünschte Ausgangsspannung o​der den gewünschten Strom einzustellen, g​ibt es verschiedene Verfahren, d​ie erforderlichen Schaltzeitpunkte (ein/aus) d​es elektronischen Schalters (z. B. Transistor) z​u steuern.

Einteilung

Es g​ibt verschiedene Merkmale o​der Parameter, d​ie die Steuerung charakterisieren. Sie können beliebig kombiniert werden. Jede Kombination bietet spezifische Vor- u​nd Nachteile.

Frequenz:

• Pulsweitenmodulation (PWM): die Frequenz ist konstant, das Verhältnis An-/ Auszeit (engl. duty cycle) ist variabel.
• Pulsfrequenzmodulation (PFM): An- oder Ausschaltzeit sind konstant, die Frequenz bzw. Periodendauer ist variabel. Es resultiert ebenfalls ein variabler duty cycle.
• Hysteretic Mode (dt. Hystereseregelung bzw. Hysteresesteuerung): An-/ Auszeit und die Frequenz sind variabel, der Schaltzeitpunkt wird durch einen Schwellenwertschalter aus dem aktuellen Strom- oder Spannungswert gewonnen.

Strom/Spulenzustand:

• DCM (engl. discontinuous current mode, dt. „nicht-kontinuierlicher Strom“): die Speicherdrossel (Spule) ist zeitweise stromlos, auch als lückender Betrieb bezeichnet.
• CCM (engl. continuous current mode, dt. „kontinuierlicher Strom“): die Spule ist ständig stromdurchflossen.

Regelgröße:

• Voltage Mode: die Eingangsgröße zur Regelung ist lediglich die Ausgangsspannung. Spulenstrom und Ausgangsspannung werden mit einer Regelschleife eingestellt.
• Current Mode: der Strom wird mit Hilfe einer inneren Schleife gesteuert. Die Ausgangsspannung wird indirekt über das Stellen des Strom-Sollwertes geregelt.
• Hysteretic Mode (Hysterese-Modus, auch Zweipunktregelung): der Strom oder die Ausgangsspannung gelangen auf einen Schwellenwertschalter (Schmitt-Trigger), der mit seiner Hysterese die Ein- und Ausschaltzeitpunkte frei steuert.