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Analog Devices

Bürklin GmbH & Co. KG

RECOM Power GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Anfallende Oberwellen können unterdrückt werden

Bei Großanlagen wie Aufzügen oder Förderanlagen ist dies Stand der Technik, setzt sich aber zunehmend auch bei kleineren Antrieben durch. Ein zusätzlicher positiver Effekt ist die Korrektur des Leistungsfaktors des Inverters, sodass dieser nur eine ohmsche Last im Netz darstellt. Eventuell anfallende Oberwellen im Antrieb können ebenfalls im Active Front End unterdrückt werden.

Für alle genannten Einsparpotenziale gibt es neue Komponenten von Analog Devices: Es sind stromsparende und dennoch leistungsfähige Prozessoren aus der ADSP-CM40x-Familie, einer ARM-Cortex-M4F-basierten Architektur, vervollständigt um große interne Speicher und flexible Schnittstellen. Hochpräzise mehrkanalige 16-Bit-ADCs (14 Bit ENOB), schnelle SINC-Filter zu Rekonstruktion von Sigma Delta abgetasteten Strömen in Verbindung mit schnell schaltenden PWM-Einheiten erhöhen die Genauigkeit der Stromregelschleife, reduzieren Latenzen und verringern die Rechenzeiten.

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Die flexible Speicherintegration und eine Einheit zur Berechnung von netzharmonischen Oberwellen erlauben zusätzliche Algorithmen, speziell für die Anwendung im Active Front End. Die passend ausgewählten Schnittstellen stellen die leichte Integration in bestehende industrielle Netzwerke sicher. Bild 2 zeigt das Blockdiagram des Bausteins ADSP-CM408F.

Weiterhin wird der Familie der isolierten 16-Bit-Sigma-Delta-ADCs durch Bauteile mit verbesserter Genauigkeit (14.2 ENOB) und erhöhtem Signal-Rausch-Abstand erweitert. Sie sind über den gesamten Frequenzbereich spezifiziert und erfüllen die erhöhen Isolationsanforderungen an die abgetastete Spannung von 1250 V. Hohe Surge- und ESD-Festigkeit sichern eine lange Lebensdauer des Bausteins. Bild 3 zeigt den internen Aufbau des AD7403 mit Isolationsbarriere.

Zudem gibt es verbesserte IGBT-Treiber bei geringerer Durchlaufzeit mit ähnlicher Verzögerung über die Bauteilstreuungen hinweg. Diese eignen sich nicht nur zur Ansteuerung der üblichen IGBTs in Silizium (Si), sondern auch für die kommende Generation von Hochvolt-GaN-(Galliumnitrid) oder Hochvolt-SiC-IGBTs (Siliziumkarbid) mit 1200 V Arbeitsspannungen, wie in Bild 4 zu sehen (isolierter Präzisions-Halbbrücken-Treiber ADuM7223 mit 4 A Ausgangsleistung).

Abgerundet wird das Portfolio neuer Bauteile durch Isolationsbauteile mit funktionaler und erhöhter Spannungsfestigkeit und Bauteilen zur aktiven Korrektur des Leistungsfaktors des Antriebs. Betrachtet man die komplette Signalkette in Bild 5 für einen Inverter oder Servoantrieb, dann kann Analog Devices sämtliche benötigen Bauteile (außer der Leistungshalbleiter) bereitstellen und sichert durch bestehende und einfach zugängliche Referenzsysteme die Funktionalität und Kompatibilität der Baugruppen im Gesamtkonzept.

Analog Devices verfolgt dabei ein nachhaltiges Konzept, da alle Anwendungen unterstützt, die neue Schritte im Hinblick auf Effizienz, Leistung und Leistungsfähigkeit aber auch Vernetzung verfolgen. Durch das Erreichen der Forderungen hinsichtlich Präzision und sinnvolle Integration der Komponenten werden die Innovation gefördert und komplette Lösungen ermöglicht, mit dem Ziel Mehrwert zu bieten und langfristiger Technologiepartner zu sein.

* Stefan Hacker ist Motor Control System Specialist bei Analog Devices, München.

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