Passive Komponenten für Industrie 4.0 Leistungselektronik erfordert optimierte Widerstände

Dünnschichtwiderstände der TNPV-e3-Serie 
bieten mit einem Temperaturkoeffizienten 
von bis zu ±10 ppm/K die Möglichkeit,
hohe Spannungen mit hoher Auflösung zu messen, ohne dass die Unterschiede der einzelnen Temperaturkoeffizienten das digitale Signal verfälschen.
Dünnschichtwiderstände der TNPV-e3-Serie bieten mit einem Temperaturkoeffizienten von bis zu ±10 ppm/K die Möglichkeit, hohe Spannungen mit hoher Auflösung zu messen, ohne dass die Unterschiede der einzelnen Temperaturkoeffizienten das digitale Signal verfälschen.

Industrie 4.0 erfordert den Einsatz kontinuierlich verbesserter passiver Bauelemente wie Widerstände. Weil das Ergebnis von vielen Faktoren abhängt, rücken qualitativ hochwertige Bauteile und die Expertise in deren Zusammenspiel zunehmend in den Fokus.

In der industriellen Welt bahnt sich ein weiterer Wandel in der fortschreitenden Automatisierung der Produktionsprozesse an. Zunehmende Rechnerleistung und die wachsenden Vernetzungsmöglichkeiten von Fertigungsanlagen untereinander ermöglichen eine bisher ungeahnte Flexibilisierung, so dass auch kleine Losgrößen verschiedenster Produkte auf der gleichen Produktionsanlage zu akzeptablen Kosten fertigbar sind. 

Um eine Fertigungsanlage in diese Lage zu versetzen, ist eine ausgeklügelte Sensorik, Steuerung, Motorik und Datenverarbeitung notwendig. Produkte und Güter müssen der Bearbeitungsmaschine zugeführt und entnommen, Bohrer und Fräsköpfe an- und vorgetrieben und Sensoren zur Qualitätsabsicherung möglichst in allen Freiheitgraden bewegt werden können. Notwendig dafür sind unter anderem leistungsstarke, kompakte und zuverlässig aufgebaute Antriebseinheiten. Diese Innovationskraft der Industrieelektronik verlangt eine kontinuierliche Produktentwicklung bei passiven Bauelementen wie den Widerständen. 

In den vergangenen Jahren wurde eine Vielzahl neuer Widerstandsserien vorgestellt, um die Anforderungen für eine zuverlässige und kompakte Bauweise von Industrieelektronik zu ermöglichen. Hochspannungsfeste SMD-Widerstände in Dünn- und Dickschicht sind geeignet, entsprechend den Genauigkeitsanforderungen die Anzahl der benötigten Bauteile für einen Spannungsteiler an Netz- oder Zwischenkreisspannung auf ein Minimum zu senken. Eine geringere Anzahl von Bauelementen erhöht die Dynamik des Systems, reduziert die Anzahl der Kontaktübergänge und senkt die Produktionskosten, ohne dass auf die notwendige Zuverlässigkeit verzichten werden muss.

Arbeitet der Spannungsteiler in einem mo-deraten Temperaturbereich von –5°C bis +45 °C und verfügt der Analog/Digital-Wandler des Mikrocontrollers über eine Auflösung von 8 Bit, dann kann ein Spannungsteiler in Dickschicht-Technik aufgebaut werden. Für solche Anwendungsfälle wurde die „RCV e3 Series“ in den Chip-Bauformen 0805 und 1206 entwickelt; die maximale Spannungsbelastbarkeit eines solchen »RCV 1206 e3« beträgt 500 V. 

Bei einem erweiterten Temperaturbereich für den Spannungsteiler von unter –5°C und über +45°C können die Temperaturkoeffizienten der Dickschicht-Widerstände (±100 ppm/K) so voneinander abweichen, dass der Fehler durch die unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten eventuell größer ist als die Genauigkeit des 8-Bit-A/D-Wandlers. In solchen Anwendungsfällen sollten professionelle Dünnschicht-Widerstände (±50 ppm/K) wie die SMD-MELF-Serien MMA 0204 HV und MMB 0207 HV zum Einsatz kommen. Die maximale Spannungsbelastbarkeit eines MMA 0204 HV wird mit 500 V und die eines MMB 0207 HV mit 1000 V angegeben.

Verfügt der verwendete A/D-Wandler über eine Auflösung von 10 Bit oder mehr, so ist der Einsatz präziserDünnschicht-Widerstände auch für den moderaten Temperaturbereich zwingend notwendig. Für solche Anwendungen bietet die TNPV-e3-Serie mit einem Temperaturkoeffizienten von bis zu ±10 ppm/K die Möglichkeit, hohe Spannungen mit hoher Auflösung so zu messen, ohne dass die Unterschiede der einzelnen Temperaurkoeffizienten das digitale Signal verfälschen. Ein TNPV 1206 e3 weist eine Spannungsbelastbarkeit von bis zu 750 V auf, ein TNPV 1210 e3 bis zu 1000 V.