Leichtlast-Modus

Was ist der Leichtlast-Modus?

Der Leichtlast-Modus ist eine Technologie, die den Wirkungsgrad bei geringen Lasten (wenn der Ausgangsstrom klein ist) verbessert. Bei DC/DC-Wandlern wird er manchmal auch als Burst-Modus bezeichnet.

Leichtlast-Modus

Schaltende AC/DC- und DC/DC-Wandler liefern eine stabile Ausgangsspannung, indem sie eine Zerhackung durch EIN/AUS-Schalten und anschließende Glättung durch einen Kondensator durchführen.
Beim EIN/AUS-Schalten entsteht jedoch ein kurzzeitiger Leckstrom (Durchgangsstrom). Mit anderen Worten: Je mehr EIN/AUS-Schaltvorgänge pro Zeiteinheit, desto größer ist der Verlust durch Leckstrom und desto geringer der Wirkungsgrad.
Bei konstanter Periodendauer (PDM-Steuerung) ist die Anzahl der Schaltvorgänge pro Zeiteinheit konstant, auch wenn sich das EIN/AUS-Zeitverhältnis ändert. Folglich ist auch die Leistungsaufnahme konstant, und bei geringer Last wird der Wirkungsgrad durch die Verluste aufgrund des Leckstroms beim Schalten reduziert. Daher ist es bei niedrigem Strom (Schwachlast) vorzuziehen, eine PFM-Steuerung zu verwenden, die die Periodendauer verlangsamt und verlängert und so die Anzahl der EIN/AUS-Schaltungen pro Zeiteinheit reduziert, um die Verluste zu minimieren. Diese Technologie wird als Leichtlast-Modus bezeichnet.

PDM und PFM Betrieb

[PDM und PFM Betrieb]

Durch Umschalten zwischen einer PDM-Steuerung mit konstanter Periodendauer bei hoher Last (großer Strom) und einer PFM-Steuerung, die die Periodendauer bei geringer Last (kleiner Strom) abhängig von den Bedingungen ändert, lässt sich der Wirkungsgrad weiter verbessern.

■ PDM (Pulsdauermodulation)
Ein Steuerungsverfahren, das durch Einschalten aus der Eingangsspannung das Ausgangsäquivalent mit einer konstanten Frequenz erzeugt.

■ PFM (Pulsfrequenzmodulation)
Ein Verfahren zur Erzeugung des Ausgangsäquivalent durch Ändern der Frequenz (AUS-Zeit), während die EIN-Zeit konstant gehalten wird. Es gibt auch einen Typ, der die EIN-Zeit variiert, während die AUS-Zeit konstant gehalten wird.

PDM und PFM

Die PFM-Methode liefert einen besseren Wirkungsgrad, indem die Frequenz auf Basis des Ausgangsstroms geändert wird, aber das beim Schalten erzeugte Rauschen kann unregelmäßig werden. Dieses Rauschen lässt sich nur schwer beseitigen, und daher ist die PDM-Steuerung mit einer konstanten Frequenz besser geeignet.
Es gibt somit einen Ausgleich zwischen der PDM-Steuerung, die das Rauschen minimiert, und der PFM-Steuerung, die einen hohen Wirkungsgrad bietet. Durch Umschalten auf PDM bei hoher Last (welches Rauschen erzeugt), und PFM bei niedriger Last mit niedriger Stromaufnahme, ermöglicht es dem Anwender, den Wirkungsgrad zu maximieren.

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