Verifizierungsmethoden für Snubber-Schaltungen in Sperrwandlern
Die Mehrheit der existierenden elektronischen Geräte ist an das Wechselstromnetz angeschlossen und benötigt eine Leistungswandlerstufe, um die Wechselspannung in eine kleinere Gleichspannung umzuwandeln. Die Spannung und Frequenz des Stromnetzes unterscheiden sich je nach Region. Es sind jedoch verschiedene Arten von AC-DC-Wandlerstufen verfügbar, um elektronische Geräte mit geeignetem Gleichstrom zu versorgen.
Für die AC-DC-Wandlung bei Leistungen unter 50 W ist der Sperrwandler aufgrund seiner Einfachheit und geringen Kosten eine häufig gewählte Topologie. Die Mehrzahl der Endverbraucherprodukte nutzt diesen Wandlertyp, z. B. Steckernetzteile oder Netzadapter für Verbraucheranwendungen und andere Arten von Standby-Hilfsspannungsversorgungen, wie sie in weißer und brauner Ware verwendet werden. Bei AC-DC-Wandler-Anwendungen ist eine galvanische Trennung zwischen Eingang und Ausgang zwingend erforderlich. Die Sperrwandler-Topologie stellt diese galvanische Barriere her.
Die Topologie bietet die bekannten Vorteile eines Sperrwandlers, umfasst jedoch auch inhärent parasitäre Komponenten, die typischerweise Schwingungen mit hohen Spannungsspitzen, sog. Ringing, erzeugen. Werden diese unerwünschten Schwingungen nicht unterdrückt, können negative Folgen für andere Komponenten wie die Schaltelemente eintreten. Die Schwingungen können auch die Störemissionen nachteilig beeinflussen. Daher ist es eine wichtige Aufgabe, den Ringing-Effekt angemessen zu unterdrücken und zu dämpfen. Eine Dämpfungsschaltung mit dieser Funktion wird als Snubber-Schaltung bezeichnet. Im Sperrwandler können verschiedene Snubber-Strukturen eingesetzt werden, und jede dieser Strukturen hat ihre Vor- und Nachteile.
Die Integration einer Snubber-Schaltung in der Stromversorgungstopologie macht in der Design-Phase entsprechende Verifizierungsmethoden erforderlich, um Funktion und Zuverlässigkeit des Designs sicherzustellen. Diese Verifizierungsmethoden stellen das Schwerpunktthema des vorliegenden Dokuments dar.
