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Neue Infineon-Mikrocontroller setzen auf ARM und innovative Peripherie
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Timer-Einheiten und Positionsbestimmung
Das USIC (Universal Serial Interface Channel) stellt bis zu sechs serielle Kanäle zur Verfügung, die jeweils beliebig als UART, SPI, I2C oder I2S konfiguriert werden können. Man könnte z.B. eine Quad-SPI-Funktion durch 4 SPI-Kanäle einrichten (Bild 3). Ein 64 Worte großer FIFO-Puffer kann flexibel zwischen Sende- und Empfangsdaten aufgeteilt werden; des Weiteren kann durch das dynamische Erneuern der Steuerungsinformationen während des Datentransfers z.B. die Pin-Richtung und die Wort-Länge ohne CPU-Belastung verändert werden.
Primär für Schaltnetzteil-Anwendungen ist die Capture/Compare-Einheit CCU4 gedacht. Sie kann man u.a. zur Puls-Generierung (Aufwärts- oder Abwärtswandler verschiedener Topologien) oder mit Hilfe der Dither-Funktion zur Stabilisierung von langsamen Regelschleifen verwenden. Durch Zusammenschalten mit dem POSIF kann auch ein Inkrementalgeber ausgewertet werden (Bild 4). Beim POSIF (Position Interface) handelt es sich um einen programmierbaren Schnittstellenblock für Drehgeber und Hall-Sensor, der die Steuerungs-Signale für den CCU4 erzeugt (Start, Stop, Zähler, Capture, Löschen). Der Drehgeber ist ja dafür da, dass man sich die Geschwindigkeit, Position und Drehrichtung des Motors errechnen kann. Für diverse Anwendungsfälle kann mit dem POSIF die Genauigkeit verbessert und Software vereinfacht werden, da diese Daten gleichzeitig erfasst werden können.
Durch einen eingebauten Tiefpass-Filter werden zudem Rauschen und Störimpulse vom Hall-Sensor bzw. Drehgeber, die zu falschen Positions- und/oder Geschwindigkeitsangaben führen würden, unterdrückt. Die CCU8 entspricht der CCU4 mit zusätzlich einem Compare-Kanal, der Möglichkeit, für steigende und fallende Flanken unterschiedliche Totzeiten zu definieren und asymmetrische PWM-Signale zu erzeugen. Zielanwendungen sind damit 3-Phasen-Inverter für Antriebe, 3-Level-Inverter für Solarmodule oder Halbbrücken-Wandler.
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Bei Schaltnetzteilanwendungen bzw. der Leistungskonvertierung im Allgemeinen (Solar, Motor) versucht man das letzte Prozent an Wirkungsgrad zu verbessern. Dazu warden immer komplexere Schaltungstopologien entwickelt, die nicht nur höhere Schaltfrequenzen verlangen, sondern auch immer komplexere Pulsmuster. Ein sehr einfaches Beispiel hierfür ist der Hochsetzsteller im „Discontinuous Conduction Mode“, wie man ihn z.B. zur Leistungsfaktorkorrektur benutzt, wozu man eine PWM mit einer variablen Frequenz und variablem Tastverhältnis benötigt. Da man heute nicht weiß, welche Pulsmuster in ein paar Jahren gebraucht werden, ist ein generischer, wiederverwendbarer Ansatz sinnvoll, den z.B. dedizierte Schaltregler-ICs, wie man sie heute findet, im Gegensatz zum Mikrocontroller nicht liefern.
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