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Ausgangsarchitekturen für Industriesteuerungen lassen sich optimieren

Genauer, dichter und »grüner«

1. Februar 2011, 10:27 Uhr | Willem Ongena

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Intelligenz bekämpft Stromverschwendung

Will man diese Leistungsverschwendung vermeiden, bietet sich der Einsatz eines intelligenten Leistungstreibers an. Ein Beispiel dafür ist der AD5755. Dieser IC enthält vier Ausgangskanäle, von denen jeder bis zu 16 programmierbare Bereiche (Strom und Spannung) bietet. Jeder Kanal verfügt über digital programmierbare 16-Bit-Verstärkungs/Offset-Steuerungsregister zur Konfiguration des Ausgangsbereichs. Falls zum Beispiel ein Anwender einen Bereich von ±11,2 V programmieren möchte, muss er lediglich den analogen Ausgangsbereich auf ±12 V einstellen und dann einen digitalen Verstärkungscode programmieren, bis der Full-Scale-Ausgang eine Spannung von ±11,2 V statt +12 V liefert.

Jeder Kanal kann bis zu 24 mA in eine 1-kΩ-Last liefern. Das Bauteil ist gleichzeitig auf allen Ausgängen kurzschlussfest, was Analog Devices mit getrennten DC/DC-Wandlern für alle Kanäle erreicht hat. Diese überwachen jede Ausgangslast und stellen dynamisch eine »Compliance«-Spannung ein, so dass nur die minimal erforderliche Spannung zum Treiben des Ausgangs intern anliegt. Dieses Selbstschutzverfahren minimiert die im IC und somit auch im Modul umgesetzte Leistung. Die Grafik zeigt für den Kurzschlussfall die maximale Verlustleistung für den AD5755, verglichen mit einem System, das keine dynamische DC/DC-Spannungssteuerungsarchitektur aufweist.

Der AD5755 enthält außerdem einen Watchdog-Timer, der dem Anwender erlaubt, Aktivitäten auf der SPI-Bus-Schnittstelle zu überwachen. Falls der System-Controller ausfällt, kann der AD5755 einen intern erzeugten »Clear«- Befehl ausstellen, der den Ausgang auf einen vordefinierten Code setzt. Die Ausgangs-Anstiegsraten lassen sich ebenfalls digital steuern, um beim Treiben empfindlicher Lasten den sicheren Betrieb zu gewährleisten.