In Zusammenarbeit mit dem VDE-Bezirksverein Württemberg e.v. (VDE) Schaltnetzteile. Simulation, Regelung und Stabilität mit Praxisübungen am Rechner

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1 TAE Technische Akademie Esslingen Ihr Partner für Weiterbildung seit 60 Jahren! In Zusammenarbeit mit dem VDE-Bezirksverein Württemberg e.v. (VDE) Unterstützt durch das Ministerium für Finanzen und Wirtschaft Baden-Württemberg aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds. Förderung zu 30 % bzw. 50 % durch das Ministerium für Finanzen und Wirtschaft Baden-Württemberg. Zuschuss unter Vorbehalt der Mittelzusage und der Förderfähigkeit. Maschinenbau, Produktion und Fahrzeugtechnik Tribologie Reibung, Verschleiß und Schmierung Elektrotechnik, Elektronik und Energietechnik Informationstechnologie Medizintechnik und Gesundheitswesen Bauwesen, Energieeffizienz und Umwelt Betriebswirtschaft und Arbeitskompetenz Management und Führung Schaltnetzteile Simulation, Regelung und Stabilität mit Praxisübungen am Rechner Referent Dipl.-Ing. Horst Edel, Ingenieurbüro Edel, Hagenbüchach Seminar in Ostfildern-Nellingen, An der Akademie bis 14. April 2016 Veranstaltung Nr

2 Effektive Simulation von Schaltnetzteilen mit LTSpice Stabilitätsprobleme sind bei Schaltnetzteilen keine Seltenheit. Wenn sie erst bei der Inbetriebnahme bemerkt werden, ist die Behebung sehr zeitaufwändig und teuer. Effektiver wäre es, Stabilitätsbetrachtungen bereits bei den ersten Simulationen mit durchzuführen. Ziel des Seminars Das Seminar Effektive Simulation von Schaltnetzteilen mit LTSpice vermittelt den Teilnehmern die grundlegende Theorie und viel praktisches Wissen zur erfolgreichen Simulation von Schaltnetzteilen. Methodik und Unterlagen Das Seminar besteht zum großen Teil aus einem Praktikum am PC, bei dem die Teilnehmer Simulationen an einem Schaltnetzteil mit LTSpice unter Anleitung selbst durchführen. Die Teilnehmer erhalten alle vorgestellten Modelle und Simulationen auf CD. Teilnehmerkreis Das Seminar richtet sich an Ingenieure und Tech niker, die sich für den fortschrittlichen rechnergestützten Entwurf von Schaltnetzteilen interessieren und die erforderlichen Grundkenntnisse in konzentrierter Form erwerben wollen. Referent Dipl.-Ing. Horst Edel Ingenieurbüro Edel, Hagenbüchach Der Referent hat lang jährige Erfahrung in der Entwicklung von Schaltnetzteilen und in der Anwendung von Programmen zur Schaltungssimulation. Von 1981 bis 1996 war er bei der Firma Gossen im Entwicklungslabor für Labor konstanter tätig. Seit 1997 betreibt H. Edel ein eigenes Ingenieurbüro für Entwurf und Simulation von Schaltnetzteilen.

3 Programm Dienstag, 12. April bis und bis Uhr Veranstaltung Nr Mit Hilfe einer einfach anzuwendenden Lineari sierungsmethode wird gezeigt, wie man mit SPICE, bei vernünftigen Rechenzeiten, zu aussagekräftigen Ergebnissen im Zeit- und Frequenzbereich gelangen kann. Es werden Linearmodelle von Pulsweitenmodulatoren (PWMs) vorgestellt, die die Simulation eines Schaltnetzteils mit und ohne Stromschleife (current loop) ermöglichen. LTSpice bietet die Möglichkeit, ohne Linearmodelle, direkt aus dem Zeitbereichsverhalten, Frequenzgänge zur Stabilitätsbeurteilung zu berechnen. Diese Methode, mit all ihren Vor- und Nachteilen, wird im Seminar ausführlich behandelt und diskutiert. Anhand eines Beispiels wird die Regelschleife eines Schaltnetzteils entworfen und simuliert. Hierbei wird gezeigt, wie man die Offene Schleife, das Führungs- und Störverhalten und die Ausgangsimpedanz darstellen kann. Abschließend wird ein Ausblick gegeben, wie diese Methode auch auf andere Topologien wie Sperrwandler, Aufwärtswandler mit sinusförmiger Stromaufnahme und LLC Resonanz wandler angewendet werden kann.

4 Effektive Regelung von Schaltnetzteilen mit LTSpice Ein Schaltnetzteil sollte nicht nur stabil arbeiten. In fast jedem Pflichtenheft sind noch andere Eigenschaften, wie beispielsweise eine minimale Stördämpfung, gefordert. Um alle Forderungen erfüllen zu können, sollten sie schon bei den ersten Simulationen berücksichtigt werden. Dafür werden Entwurfsmethoden vorgestellt, die es auf einfache Art erlauben, für eine gewünschte Wandlertopologie passende Regler zu entwerfen. Ziel des Seminars Aufbauend auf dem Seminar Effektive Simulation von Schaltnetzteilen mit LTSpice wird etwas Theorie und sehr viel praktisches Wissen zur erfolgreichen Regelung von Schaltnetzteilen vermittelt. Das Seminar Effektive Regelung von Schaltnetzteilen mit LTSpice besteht zum großen Teil aus einem Praktikum am PC, bei dem die Teilnehmer Simulationen an einem Schaltnetzteil mit LTSpice unter Anleitung selbst durchführen. Teilnehmerkreis Das Seminar richtet sich an Ingenieure und Techniker, die sich für den rechnergestützten Entwurf von Regelschaltungen für Schaltnetzteile inte ressieren. Methodik und Unterlagen Es werden Grundlagen, viele Tricks und Kniffe zur eleganten Lösung dieser Probleme vermittelt. Außerdem erhalten Sie die Gelegenheit, das Gelernte mit PSpice-Simulationen zu festigen. Die Teilnehmer erhalten alle vorgestellten Modelle und Simulationen auf CD.

5 Programm Mittwoch, 13. April bis und bis Uhr Veranstaltung Nr Um bei einer Schaltnetzteilentwicklung entscheiden zu können, ob eine analoge oder digitale Regelung sinnvoll ist, muss man die Vorund Nachteile beider Techniken kennen. Dazu werden analoge und digitale Spice-Modelle der drei Reglervarianten I, PI und PID zur Verfügung gestellt. Sie errechnen, bei Vorgabe von Verstärkung, Eckfrequenzen und Phasenhub, die zur Realisierung nötigen Widerstands- und Kondensatorwerte bzw. die Zeitkonstanten. Am Beispiel eines Sperrwandlers wird ausführlich gezeigt, wie man Regelschleifen für Schaltnetzteile dimensionieren kann und damit in die Lage versetzt wird, das vollstän dige dynamische Verhalten schon vor dem ersten Aufbau zu kennen und zu optimieren. Der Teilnehmer lernt, wie man geradlinig vorgeht, um Regelkreise mit und ohne Stromschleife systematisch auszulegen. Dazu wird gezeigt, wie man auch ohne Stromschleife ein System gezielt dämpfen kann. Abschließend wird noch eine Optimierung für Sollwert - sprünge vorgestellt.

6 Lösung von Stabilitätsproblemen bei Schaltnetzteilen mit LTSpice Regelkreisstabilität ist bei jedem Schaltnetzteil ein nicht zu unterschätzendes Problem. Nur wenn der Regler richtig ausgelegt ist, kann das Schaltnetzteil im gesamten Arbeitsbereich stabil arbeiten. Moderne Stromversorgungen werden immer häufiger aus niedrigen Eingangsspannungen mit relativ hohen Strömen betrieben. Das hat zur Folge, dass die negative Eingangsimpedanz der Wandler klein wird. Es kommt deshalb häufig zu Stabilitätsproblemen, wenn diesen Wandlern ein Eingangsfilter vorgeschaltet ist. Bei konservativen Lösungen wird dafür gesorgt, dass die Ausgangsimpedanz des Filters im gesamten Frequenzbereich kleiner bleibt als die Eingangs - impedanz des Wandlers. Bei einigen Anwendungen, wie beispielsweise im Luftfahrtbereich, ist es aber nicht immer möglich, die Filterimpedanz niedrig genug zu halten, da beim 400Hz Bordnetz nur relativ kleine Kapazitäten verwendet werden dürfen. Bei neuen Schaltungstopologien werden häufig mehrere Wandler in Reihe geschaltet, um kleine Ausgangsspannungen zu erhalten. Hierbei ergibt sich das Problem, dass Wandler, die für sich alleine stabil arbeiten, in dieser Anordnung Stabilitätprobleme verur sachen können. Es hat sich gezeigt, dass die drei genannten Problematiken mit derselben Theorie behandelt werden können. Das geeignete Hilfsmittel dazu ist der NYQUIST Stabilitätstester. Das Seminar Lösung von Stabilitätsproblemen bei Schaltnetzteilen mit LTSpice vermittelt die Grundlagen, viele Tricks und Kniffe zur eleganten Lösung dieser Probleme. Sie erhalten außerdem die Gelegenheit, das Gelernte mit LTSpice Simulationen zu festigen.

7 Methodik Es wird viel Wert auf praktische Arbeit am PC gelegt. Das vermittelte Wissen und der auf jedem Windows Rechner lauffähige NYQUIST Stabilitätstester sind unabhängig vom verwendeten Simulationsprogramm.. Teilnehmerkreis Das Seminar richtet sich an Ingenieure und Techniker, die sich für die rechnergestützte Entwicklung von Stabilitätskonzepten für Schaltnetzteile interessieren. Programm Donnerstag, 14. April bis und bis Uhr Veranstaltung Nr Folgende Problematiken werden im Seminar behandelt > Stabilität von Schaltnetzteilen > Reihenschaltung eines Filters mit einem Schaltnetzteil > Reihenschaltung zweier Schaltnetzteile

8 Sie melden sich an Bitte nennen Sie Veranstaltung Nr Veranstaltung Nr Veranstaltung Nr Veranstaltung Nr Veranstaltungstitel Vor- und Nachname, Anschrift Telefon, Telefax, per Post Technische Akademie Esslingen e.v. An der Akademie 5, Ostfildern per Telefon Heike Baier Anmeldung per Telefax per per Internet Wir reservieren auch Ihr Hotelzimmer. Wir berechnen pro Seminar: EUR 580,- mehrwertsteuerfrei gesamt: EUR 1.290,- mehrwertsteuerfrei Im Falle Ihrer Förderfähigkeit ( gilt nur für Baden-Württemberg) reduziert sich die Gebühr bis zum 49. Lebensjahr um 30 %. Sie erhalten 50 % Ermäßigung, wenn Sie förderfähig sind und vor oder während des Seminars das 50. Lebensjahr vollenden. Im Preis sind Arbeitsunterlagen, Mittagessen und Pausenverpflegung enthalten. TAE-Mitglieder erhalten 10% Rabatt. Sie sprechen uns an organisatorisch Telefon fachlich Dipl.-Ing. Roland Bach Telefon roland.bach@tae.de Unsere Allgemeinen Geschäftsbedingungen Es gelten die unter einsehbaren Geschäftsbedingungen der Technischen Akademie Esslingen e.v. Seminarversicherung Bei kurzfristiger Stornierung Ihrer Teilnahme an der Veranstaltung fällt die volle Teilnahmegebühr an. Wir empfehlen daher den Abschluss einer Seminarversicherung bei unserem Partner, der EUROPÄISCHEN Reiseversicherung. Infos und Versicherungsabschluss ioannis.kujumtzidis@tae.de Sie erhalten Qualität So finden Sie uns Das Qualitätsmanagementsystem der Technischen Akademie Esslingen ist nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Anfahrpläne finden Sie unter Kostenlose Parkplätze am Haus Behindertengerechter Zugang