Mikrocontroller
Digitale Leistungswandlung mit dem XMC4000
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Spitzenstromregelung mit Rampenkompensation
Neben der Erzeugung des 150-ps-PWM-Signals gibt es in der hochauflösenden PWM noch einen zweiten, CSG genannten Block mit Komparator und Rampenkompensation, der sogar unabhängig von dem 150-ps-Kanal betrieben werden kann. Doch wozu ist dieser wichtig?
Prinzipiell hat man ja die Wahl zwischen einer Spannungs- und einer Stromregelung. Die Entscheidung wird meist auf Basis der Frage getroffen, wie schnell das System auf Schwankungen der Ausgangslast oder Eingangsspannung reagieren soll.
Jobangebote+ passend zum Thema
Die Stromregelung ist natürlich schneller (da man ja bereits die Ursache, nämlich den veränderten Strom, und nicht erst die Wirkung, die veränderte Ausgangsspannung, detektieren kann); allerdings muss das Signal auf Grund der geringen Amplitude verstärkt werden. Wenn es durch Störungen, z.B. durch Rauschen, parasitäre Effekte oder Schwankungen auf der Leitung zu einer ver- änderten Eingangsspannung kommt, ist dieses un- kritisch, solange das Tastverhältnis der PWM unter 50 % bleibt - in diesem Fall schwächt sich der Fehler über die Zeit ab (Bild 4 oben).
Kritisch wird es bei Tastverhältnissen über 50 %: In diesem Fall wächst der Fehler und führt sogar zu Schwingungen (Bild 4 Mitte). Um dies zu vermeiden, kann man mit Hilfe des D/A-Wandlers (10 bit Auflösung, 30 MS/s) ein Kompen- sationssignal erzeugen (genannt Anstiegskompensation), das dem Eingangssignal überlagert wird und damit die Regelung stabilisiert (Bild 4 unten).
Bild 5 zeigt den Aufbau einer Spitzenstromregelung, die in die Nähe einer analogen Regelung kommt - jedoch ohne die dafür benötigten Bauteile. In diesem Standalone-Betrieb (analoger Modus) der CSG ändert sich der Komparatorausgang ganz einfach basierend auf dem Eingangswert und dem von der CPU in den D/A-Wandler einprogrammierten Wert.
Im hochauflösenden Modus läuft es so, dass die steigende Flanke des -Signals von der CCU8 generiert wird, welche dann in den 150-ps-Block -eingespeist und dort entsprechend verzögert wird. Die fallende Flanke wird wie im obigen Fall durch den Komparator erzeugt und ebenfalls in den 150-ps-Block eingespeist.
Schafft man es, mit hinreichend genauer Regelung in einem Schaltschrank 10 % Energie zu sparen, dann hätte das auch andere Vorteile wie Formfaktor und entfallende Wartungsintervalle für Lüfter. Eine Betriebsverfügbarkeit einer Schaltschrankelektronik, die ohne Lüfter auskommt, ist höher als eine mit Lüfter. Das spart sicher noch viel mehr Geld als nur zwei Chips.
- Digitale Leistungswandlung mit dem XMC4000
- Spitzenstromregelung mit Rampenkompensation
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
