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Kostengünstige Implementierung

Mixed-Signal-ICs zur Strom- und Leistungsmessung

9. August 2012, 13:56 Uhr | Iris Stroh

Leistungs- und Stromüberwachung mit dem LT2940

»Der Einsatz volldigitaler Regler in AC-Front-Ends und DC/DC-Buskonvertern erleichtert die Ermittlung der Eingangsleistung, ohne den Einsatz komplexer und teurer Zusatzkomponenten wie zum Beispiel Power Meter«, erklärt Andreas Reiter, Business Development Manager von Microchip.

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»Denn alle erforderlichen Daten werden bereits zum Betrieb des Netzteils benötigt und erhoben. Diese Daten werden nun einfach per digitaler Kommunikation weitergeleitet, der Einsatz von Zusatzgeräten entfällt«, so Reiter weiter.

Wird eine Hochpräzisionsmessung benötigt, bietet sich der Einsatz von Power Meter Front-End ICs, wie zum Beispiel der MCP3901, an. Das analoge Frontend (AFE) für Messanwendungen ist mit zwei genauen 16-/24-Bit-Delta-Sigma-A/D-Wandlern mit 91 dB SINAD, -104 dBc THD und 109 dB SFDR ausgestattet. Hinzu kommen noch zwei programmierbare Verstärker (PGAs), eine Spannungsreferenz mit Kompensationsblock der Phasenlaufzeit, ein Modulatorausgang und eine SPI-kompatible serielle Schnittstelle. Die Abtastrate liegt bei maximal 64 kSample/s. Dank der integrierten PGAs plus Spannungsreferenz mit geringer Drift kann das MCP3901 AFE auch sehr kleine Signale verarbeiten, wodurch sich der Bedarf an externen Schaltungskomponenten verringert. Über die Schnittstelle lässt sich das Oversampling-Verhältnis des A/D-Wandlers und damit die Auflösung und Abtastrate verändern.

Reiter abschließend: »Diese Mixed-Signal-Bauteilfamilie unterstützt 1- und 3-Phasen-Anschlüsse sowie verschiedene Interface-Optionen für die interne oder externe Berechnung der Durchschnittsleistung, sie lassen sich daher flexibel und kostenoptimiert in verschiedenste Systeme integrieren. Zwar bedeutet der Einsatz solcher ICs im Vergleich zur „kostenlosen“ Software-Integration in einen dsPIC einen geringen Mehraufwand, jedoch ist diese Lösung immer noch deutlich günstiger und kompakter als der Einsatz von eigenständigen Systemen.«