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Schaltregler

Digitale Stromversorgungen ohne Programmierkenntnisse entwerfen

14. September 2012, 15:07 Uhr | Von Frederik Dostal

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Register setzen statt programmieren

Wie bereits erwähnt, muss eine Zustandsmaschine nicht „programmiert“ werden, sondern es müssen nur Register gesetzt werden, um die Schaltung zu konfigurieren. Dieses Register Setzen fällt meistens nicht in den Bereich, in dem Analogentwickler sich gut auskennen.

Um die Konfiguration einfach und intuitiv zu gestalten, hat Analog Devices eine graphische Benutzeroberfläche für den PC entwickelt (Bild 4).

In dieser können mit dem Mauszeiger unterschiedliche Themengebiete ausgewählt und dann Einstellungen vorgenommen werden. Diese Einstellungen werden dann von der Software automatisch in Registerwerte übersetzt und über einen USB-auf-I²C-Adapter in den ADP1046 geschrieben. Auf Wunsch werden die Registerwerte dann auch in das EEPROM des ADP1046 gelegt.

Als Beispiel für eine solche Registereinstellung wird das Setzen des digitalen Filters der Regelschleife erläutert.

Bild 5 zeigt den Frequenzgang der Übertragungsfunktion des Filters. Er kann für drei unterschiedliche Betriebsfälle einzeln definiert werden. Somit kann ein optimiertes Regelschleifenverhalten während des Sanftanlaufs, bei niedriger Last sowie bei hoher Last am Ausgang erreicht werden.

Die Eckfrequenz in der Mitte der Darstellung von Bild 5 kann mit dem Mauszeiger verschoben werden, bis die ebenfalls darstellbare gesamte Regelschleife den Vorstellungen des Entwicklers entspricht. Ist das gewünschte Verhalten erreicht, können die Werte ins Register des ADP1046 geschrieben werden. Bei digitalen Stromversorgungen gibt es eine weitere wertvolle Funktion, welche einfach zu implementieren ist, z.B. die Kalibrierung der Strommesswiderstände.

Da eine Stromversorgung zum Zweck der Spannungsregelung am Ausgang sowie aus Sicherheitsgründen Ströme und Spannungen messen muss, liegt es nahe, diese gemessenen Werte auch für weitere Zwecke zu verarbeiten. Der ADP1046 ermöglicht die Kommunikation von Eingangs- und Ausgangsstrom sowie Eingangs- und Ausgangsspannung über den I²C-Bus. Mit diesem Datenstrom können Mikrocontroller im System den momentanen Wirkungsgrad der Stromversorgung berechnen.

Um Rechenleistung zu sparen, ist es auch möglich, nur bei Erreichen von einstellbaren Schwellenwerten ein Alarmsignal über die I²C-Kommunikation zu übermitteln. Meist sind auch mehrere Schwellenwerte für einen Messwert programmierbar. Für jeden Schwellenwert kann auch ein Folgeverhalten wie beispielsweise ein kontrolliertes Abschalten oder auch ein Umschalten eines „Pgood“-Pins definiert werden.

Die Software mit der graphischen Benutzeroberfläche ist kostenfrei über die Webpräsenz von Analog Devices erhältlich. Ohne einen an den PC angeschlossenen ADP1046 lässt sie sich im Simulationsmodus verwenden. So können alle Möglichkeiten des ADP1046 gelernt werden, ohne sich im ersten Schritt bereits durch das Datenblatt kämpfen zu müssen.

Bild 6 zeigt die Anzeige der graphischen Benutzeroberfläche, in welcher Ströme und Spannungen sowie weitere Messwerte wie Temperatur, Erreichen von Schwellenwerten sowie weitere Zustände der Stromversorgung dargestellt sind.