150 W single-stage active-clamp BIFRED-Konverter mit PFC-Funktion

Die heutigen LED-Vorschaltgeräte, welche für den oberen Leistungsbereich ab 50 W ausgelegt sind, bestehen aus zwei- oder dreistufigen Konverter-Lösungen.

 

Durch die Entwicklung im Halbleiter-Bauteilsektor können in Zukunft kostengünstigere und platzsparendere LED-Treiber mit komplexeren und einstufigen Topologien zum Einsatz kommen. Diese weisen die gleichen oder besseren Eigenschaften auf wie die heutigen mehrstufigen Lösungen.

 

Für die Tridonic GmbH & Co KG aus Dornbirn wurde in dieser Arbeit ein AC/DC-Wandler entwickelt. Er ist einstufig aufgebaut und verwendet hauptsächlich Silizium-Carbid (SiC) Halbleiter. Die noch eher unbekannte BIFRED-Topologie ist eine Kombination aus Boost- und Flyback-Konverter. Durch den active-clamp Ansatz wird eine Erhöhung des Wirkungsgrades angestrebt. Der BIFRED wird mit Netzspannung (230 V / 50 Hz) betrieben, die Ausgangsspannung liegt bei 48 V und der Ausgangsstrom variiert von 0 A bis 3 A.

 

Das Konzept des BIFREDs funktioniert einwandfrei. Es zeigte sich aber bei der Inbetriebnahme mit hohen AC-Eingangsspannungen, dass die Anforderungen an die Schaltungskomponenten sehr hoch sind. Dies stellt eine Limitation des Einsatzbereichs dar.

 

Weitere Informationen

Datum 08.09.2019
Studiengang Elektronik und Regelungstechnik
Institut IES
Typ Bachelorarbeit
Studierende Michael Mettler
Joël Zottele
Partner Tridonic GmbH, Dornbirn, Österreich