Stromversorgung / Netzgeräte
Digital wird optimal
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Optimierte Regelschleife und nun?
Wie digitale Stromversorgungen ihre Vorteile gegenüber den analogen Varianten ausbauen.
Mit den erwähnten Optimierungen der digitalen Regelschleife kann tatsächlich ein Regelverhalten erreicht werden, wie es bei analogen Regelschleifen der Fall ist. Natürlich könnte man sich den Aufwand sparen und einen analogen Controller für die Regelung einsetzen. Digitale Controller haben jedoch erhebliche Vorteile.
In Zeiten des „Internet of Things“ (IoT) sowie „Industrie 4.0“, wo sich viele unterschiedliche Geräte vernetzen, werden auch digitale Stromversorgungen erfolgreich sein. Digitale Stromversorgungen können dem System Informationen zu Spannungen, Strömen und Leistung liefern. Diese Informationen werden weiterverarbeitet und mit anderen IoT-Geräten ausgetauscht. Dadurch können vernetzte Geräte besonders zuverlässig und in optimierten Zuständen betrieben werden.
Der Wirkungsgrad kann mit einem digitalen Controller ebenfalls erhöht werden. Ein Beispiel dafür ist „Adaptive Dead Time“. Hier kann die Totzeit, in welcher sowohl der obere als auch der untere Schalter einer Halb- oder Vollbrücke abgeschaltet sind, abhängig von der momentanen Leistung eingestellt werden. Bild 6 zeigt die grafische Benutzeroberfläche mit der Einstellmöglichkeit der Totzeit in Abhängigkeit von der Ausgangsleistung der Stromversorgung. Auf der X-Achse ist der Strom eingezeichnet, und auf der Y-Achse kann die Totzeit für unterschiedliche PWM-Kanäle eingestellt werden. Im Betrieb mit höheren Leistungen wird eine längere Totzeit verwendet, bei Betrieb mit niedrigeren Leistungen eine kürzere. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Stromversorgung im niedrigen Lastbereich erheblich erhöht.
Ein weiteres Beispiel für die erweiterten Möglichkeiten von digitalen Stromversorgungen ist eine Black-Box-Funktion. Der ADP1055 verfügt über ein EEPROM, um Betriebsparameter dauerhaft zu speichern. Dieser Speicher kann auch genutzt werden, um nach einem Fehlerfall die Ursache herauszufinden. Diese Funktion ist nicht nur für die Inbetriebnahme einer neuen Stromversorgung interessant, sondern auch für Feldausfälle. Dadurch lässt sich beispielsweise herausfinden, ob ein möglicher Schaden als Garantiefall behandelt wird oder ob ein Anwender der Stromversorgung Schaden zugefügt hat, z.B. mit einer unzulässigen Überspannung am Eingang.
Seit vielen Jahren gibt es digitale Stromversorgungslösungen. Sie haben sich von Generation zu Generation weiterentwickelt. Dadurch konnten sie sich bereits in vielen Anwendungen etablieren. Anwendungen mit intelligenter Vernetzung von Geräten (Internet of Things) werden die Vorzüge von digitalen Stromversorgungen intensiv nutzen. Neue digitale Stromversorgungs-Controller haben typische Schwächen von „Digital“ durch ausgeklügelte Technik überwunden und bieten im Vergleich zu analogen Derivaten erweiterte Funktionen.
Der Autor
| Frederik Dostal |
|---|
| arbeitet als Power-Management-Experte bei Analog Devices in München. Er schloss sein Studium der Mikroelektronik an der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen im Jahr 2001 ab. Seitdem arbeitet er in unterschiedlichen Positionen in der Halbleiterindustrie inklusive einem vierjährigen technischen Aufenthalt in Phoenix, Arizona, USA. |
- Digital wird optimal
- Optimierte Regelschleifen
- Anpassen der Regelschleifenverstärkung
- Optimierte Regelschleife und nun?
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
Gastkommentar Jeff Rodriguez, XP Power
Digital vs. analog - der Machtkampf geht weiter!
Digital Power
Stabil ohne Kompensation
Interview mit Mike Britchfield, Analog Devices
»Die Aussichten für den Analogmarkt sind aufregend«
