Isolationsbauteile integrieren
PV-Wechselrichter am Versorgungsnetz
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Signal- und Leistungstrennung mit Mikrotransformatoren
Mit Mikrotransformatoren lässt sich eine integrierte Signal- und Leistungstrennung für bis zu 5 kVrms realisieren. Meist werden Eingangsdaten – bevor sie auf die Primärseite eines Datentransformators gelangen - für die Signalübertragung moduliert. Die Demodulation auf der Sekundärseite lässt sich zur Signalwiederherstellung verwenden. Die Isolation zwischen Ein- und Ausgang ist durch die Isolationsschichten zwischen Primär- und Sekundärspule zu realisieren. Ein selbstoszillierender HF-Oszillator sorgt für den effizienten Leistungs-Transfer über die Isolation um die Primärseite für den Leistungs-Transformator zu treiben, HF-Schottky-Dioden dienen zur Gleichrichtung. Die Regelung übernimmt eine PWM, generiert durch einen zweiten Controller, der über einen Rückkopplungstransformator den Oszillator mit einer wesentlich geringeren Frequenz als die Oszillatorfrequenz ein- und ausschaltet (Bild 2(a)).
Das über den Rückkopplungstransformator übertragene Feedback-Signal arbeitet ebenso wie das Feedback-Signal für andere Datenkanalsignale über die Datentransformatoren. Separate Steuerungspfade für Energiewandlung und Feedback optimieren die Energiewandlungseffizienz, während eine stabile Regelung beibehalten wird. Das Bild 2(b) zeigt einen 500 mW isolierten DC/DC-Wandler mit vier separat isolierten Datenkanälen.
In dem Beispiel befinden sich die Transformatoren - primär aus Kostengründen - auf separaten Chips, getrennt von den Transformatoren des Encoders, dem primären Chip, dem Decoder und dem sekundären Chip. Im Prinzip können sich die Transformatoren auch auf einem der IC-Chips befinden. Außerdem ist es möglich, zusätzliche Schaltungsfunktionen wie Gate-Treiber, Transceiver und ADCs zu integrieren.
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