Leistungsschalter
Doppelter High-Side-Schalter erkennt Leitungsunterbrechungen und Überhitzung
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Verhalten bei kapazitiver Last
Es können auch kapazitive Lasten angesteuert werden: Bild 6 illustriert die Verhältnisse bei einem Kondensator mit 4 mF und 50 V. Wegen der großen Kapazität wird beim Aufladen des Kondensators die Ausgangsstrombegrenzung aktiv. Statt des eigentlich möglichen Ladestroms fließt deshalb nur der im Leistungsschalter eingestellte Grenzstrom. Sobald der Kondensator fast vollständig aufgeladen ist, sinkt der Ausgangsstrom wieder unter diesen Grenzstrom.
Außerdem ist in Bild 6 zu sehen, wie sich die Abfallrate des Ladestroms plötzlich ändert und der Strom anschließend auf Null zurückgeht – der Kondensator ist vollständig aufgeladen. Bei geladenem Ausgangskondensator entspricht das Verhalten des Diagnose-Pins wegen der herrschenden Spannung den Verhältnissen bei einem Kurzschluss an UCC.
Im Off-Zustand (Eingangsspannung gering) wechselt das Diagnose- Signal aus dem regulären High-Zustand in den Low-Zustand wie in folgender Wahrheitstabelle erkennbar ist:
| INPUTn | OUTPUTn | DIAGn |
|
|---|---|---|---|
| Regelbetrieb | L | L | H |
| H | H | H | |
| Überhitzung | L | L | H |
| H | L | L | |
| Unterspannung | L | L | X |
| H | L | X | |
| Abgeschaltete Last (Strombegrenzung) |
L | L | H |
| H | X | H | |
| Ausgangsspannung > UOL | L | Z(1) | L |
| H | H | H | |
| Kurzschluss zu UCC | L | H | L |
| H | H | H |
Wird die Lastkapazität weiter erhöht, lässt der Ladestrom die Strombegrenzung schließlich so lange ansprechen, bis der Überhitzungsschutz wirksam wird, wodurch der Ausgang auf die gleiche Weise deaktiviert wird wie durch den Überlastoder Kurzschlussschutz.
Zwei Ausgangskanäle vereinfachen das Design
Der monolithisch integrierte doppelte High-Side-Schalter zeichnet sich durch höhere Genauigkeit aus, was die Energieverluste minimiert und Systemstörungen bei etwaigen Fehlern verhindert. Aufgrund der VIPower-Technologie lässt sich die Strombegrenzung auf einen niedrigeren Wert einstellen, um für stabile Stromversorgungs- Bedingungen zu sorgen, während sich das System regeneriert. Indem er eine integrierte Lösung für zwei Ausgangskanäle bereitstellt, vereinfacht der VNI2140J außerdem das Design, verbessert die Zuverlässigkeit und spart Leiterplattenfläche.
Die Autoren:
| Guiseppe Di Stefano |
|---|
| schloss sein Ingenieurstudium der Industrieelektronik mit dem Diplom an der Universität Cantania ab. 1982 trat er bei STMicroelectronics ein und arbeitete als Produkt- und Applikationsingenieur im Bereich von Kleinsignalund mittleren Leistungstransistoren. Ab 1988 arbeitete er im technischen Marketing für Smart-Power-Bausteine. Heute ist er innerhalb der Industrial & Power Conversion Division als Industrial Marketing Manager verantwortlich für die industrielle IPS-Familie. |
| Michelangelo Marchese |
|---|
| schloss sein Studium mit dem Bachelor of Science in Electronics Engineering an der Universität Catania ab. Seit 1997 arbeitet er bei STMicroelectronics, zuerst als Device Engineer für Smart-Power-Komponenten für Automotive- Applikationen und heute als Technical Marketing Engineer für die industriellen IPS. |
Literatur:
[1] VNI2140J Dual high side smart power solid state relay. Datenblatt, www.st.com
[2] Di Stefano, G; Marchese, M: A single switch quad high side switches with minimized power dissipation. PCIM Nürnberg, November 2008.
- Doppelter High-Side-Schalter erkennt Leitungsunterbrechungen und Überhitzung
- Der Leistungsschalter in Industrie-Anwendungen und das Verhalten bei kurzgeschlossener Last
- Verhalten bei kapazitiver Last
