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DC/DC converter

DC/DC - Converter zeigen mitunter ein Verhalten, das erst klar erscheint wenn man sich den internen Aufbau vor Augen führt. Im Einschaltmoment ist, sofern die speisende Quelle es ermöglicht, mit einer mitunter sehr hohen Stromspitze zu rechnen, die der DC/DC - Converter zieht.
Verantwortlich für diese Stromspitze, auch Inrush - Current genannt ist das Anlaufverhalten des DC/DC - Converters. Wird ein zuvor ausgeschalteter DC/DC - Converter eingeschaltet, muß zuerst der interne Oszillator anlaufen, das Magnetfeld im Transformator aufgebaut und der Ladekondensator am Ausgang aufgeladen werden. Die Dynamik des Oszillators, das Kernmaterial des Transformators sowie der ESR des Ausgangskondensators im DC/DC - Converter sind ausschlaggebend für die Höhe und die Dauer dieser Stromspitze.
Inrush - Current - Spitzen können mitunter das 100fache der statischen Stromaufnahme erreichen, wenn auch nur für wenige Mikrosekunden. Dies kann aber schon ausreichen um Sicherungen zum Durchbrennen zu bringen Strombegrenzungen in der Versorgung auszulösen. Sporadisch defekte Sicherungen oder Schwingneigung beim Einschalten des DC/DC - Converters sind typische Indizien für Probleme im Zusammenhang mit dem Inrush - Current. Im schlimmsten Fall kann diese Stromspitze auch den DC/DC - Converter zerstören. Beispielsweise wenn DC/DC - Converter mit hoher Leistung an großen Blei - Akkus, die imstande sind 200 - 300A kurzzeitig zu liefern, ohne jegliche Schutzbeschaltung betrieben werden.
Abhilfe gegen diese Inrush - Current Effekte können eine Softstart Funktion des DC/DC - Converters schaffen. Dabei wird sichergestellt, dass diese Inrush - Current - Spitze des DC/DC - Converters durch Zurücknahme der Dynamik des Oszillators nicht so hoch ausfallen kann, dies geschieht allerdings zu Lasten der Anlaufgeschwindigkeit des DC/DC - Converters. Deutlich kostengünstiger ist die Verwendung eines Eingangsfilters, das neben Entkopplung des DC/DC - Converter - Einganges und Befilterung der vom DC/DC - Converter produzierten primärseitigen Störungen, auch eine Begrenzung der Stromanstiegsgeschwindigkeit des Inrush - Currents mit sich bringt. Derartige EMI - Filter beinhalten immer zumindest 1 Spule oder 2 Spulen wenn es sich um eine Gleichtaktdrossel handelt. Diese Drosselspule wirkt dem schnellen Stromanstieg des Inrush - Currents bremsend entgegen, wodurch die Stromspitze des DC/DC - Converters deutlich niedriger ausfällt, im zeitlichen Verlauf aber etwas verbreitert wird. Damit kann sichergestellt werden, dass der Inrush - Current den DC/DC - Converter auch bei Versorgung aus sehr dynamischen Quellen nicht zerstören kann.