Magnetspulen in Ventilen, Relais und Aktoren intelligent ansteuern

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iC-Haus GmbH

Bild 3 zeigt die praktische Umsetzung einer solchen geregelten PWM-Ansteuerung in Form des integrierten Schaltkreises iC-GE. Der Anzugsstrom wird mit RACT eingestellt und nach typ. 50 ms auf den mit RHOLD eingestellten Haltestrom reduziert. Bei einer Absenkung auf z.B. 2/3 des Anzugsstroms reduziert sich die Verlustleistung um ca. 50 %.

Die Zener-Diode in der PMW-Ausgangstufe wird beim Abschalten des Treibers aktiviert und ermöglicht durch die höhere Freilaufspannung eine schnelle Entmagnetisierung der Spule.

Die PWM-Ausgangsstufe besitzt als Zeitbasis einen internen 80-kHz-Oszillator und liegt damit außerhalb des Hörbereichs.

Die externen Widerstände RACT und RHOLD erlauben die Einstellung der jeweiligen Anzugs- und Halteströme im Bereich 100 mA bis 1 A. Alternativ steht der iC-GE100 für einen Strombereich von 10 bis 100 mA zur Verfügung. Damit lassen sich Spulen im Bereich von 10 mH bis 10 H in den unterschiedlichsten Anwendungen ansteuern.

Zusätzlich zur Stromabsenkung und Regelung beinhaltet dieser Baustein Diagnosefunktionen, die Spulendefekte, Kabelbruch und Übertemperatur des ICs am LED-Ausgang durch Blinken (typ. 2,4 Hz) melden.

Ein weiterer Vorteil gegenüber bisherigen geregelten Ansteuerung ist die getrennte Einstellung von Anzugs- und Haltestrom, sowie die Möglichkeit, mit einem einfachen Kondensator die Anzugszeit zu verlängern, also die Zeit, bis der Spulenstrom auf den voreingestellten Haltestrom hinunter geregelt wird.

Weitere interessante Eigenschaften sind die flexible Fehleranzeige (DIAG), wahlweise mit LED-Treiber- oder als Logik-Ausgang, sowie die Möglichkeit, den Treiber mit z.B. dem Laststrom des anzusteuernden Relais zu synchronisieren (SYNC), um dieses zur Kontaktschonung im Nulldurchgang des Laststroms zu schalten.

Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass in Applikationen mit elektromechanischen Relais, Ventilen und Magneten durch den Einsatz spezieller ICs in weiten Bereichen, unabhängig von der Spannungsversorgung, die Leistungsaufnahme reduziert und die Schaltungstechnik service-freundlicher ausgelegt werden kann. Gleichzeitig erhöht sich damit die Zuverlässigkeit des Systems, und Fehler lassen sich schnell erkennen. //

* * Dipl.-Ing. Uwe Malzahn ist Applikationsingenieur bei iC-Haus in Bodenheim.