Leistungselektronik - HY-LINE

Leistungselektronik
Kompletter
Applikationssupport
HY-LINE Power Components ist seit über 20 Jahren
ein erfolgreiches Vertriebsunternehmen für
elektronische Bauelemente im Bereich der Leistungselektronik und Steuerungstechnik.
Unser Ziel ist es, Ihnen durch die ideale Zusammenstellung unserer Bauteile und Lieferanten Lösungen
für Ihre Anwendung anzubieten. Dabei vereinfachen
unsere Komponenten und Module durch eine hohe
Funktionsdichte den Gesamtaufbau und erleichtern
Ihnen damit die Integration in Ihr System. Nach dem
Grundsatz „Alles aus einer Hand“ bieten wir Ihnen
die verschiedenen Kernkomponenten für den Bau
eines Umrichters oder einer Stromversorgung an.
Um Ihnen einen schnellen Einstieg in diese Materie zu ermöglichen, führen wir auch Seminare und
Schulungen durch. Selbstverständlich finden Sie auf
unserer Web-Site www.hy-line.de/power weitere
Details zu diesem Bereich. Auf Grund der Komplexität dieses Themas denken wir jedoch, dass
ein persönlicher Anruf bei uns für Sie letztendlich
effizienter ist!
Wir stehen Ihnen gerne mit Rat und Tat zur Seite
und freuen uns auf eine Zusammenarbeit mit Ihnen
Keine Zeit?
Wir bringen Sie
auf den Punkt!
089 / 614 503 10
und Ihrem Haus.
IHR HY-LINE POWER TEAM
2
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Inhalt
Einführung
Blockschaltbild Frequenzumrichter
4-5
IGBT Treiber
Einführung
6-7
Core Treiber
8-9
Plug & Play Treiber
10-11
Parallelschaltung
12-13
Leistungsmodule
IGBT Module
14-17
HV IGBT Module mit Treiber
18
MOSFET Module
19
IPM (Intelligente Power Module)
Simulationsprogramm IGBT
Brückengleichrichter Module
18-22
23
24-25
Analog & Interfacetechnik
Diskrete MOSFETs und IGBTs
26
SchaltungsperipherieInduktive
27
Komponenten
28-31
Kondensatoren
32-33
Spannungsversorgung (DC/DC)
34-35
Interface-Bausteine
36-37
für Feldbussysteme
Microcontroller Technologie
[email protected]
Solar Micro Inverter
38-39
Motion Control PWM
40-41
Erweiterte Peripherien
42-43
Positions Feedback
44-45
Entwicklungsplatinen + Softwarehilfen
46-47
www.hy-line.de/power
3
Spannungsversorgung
Seite 33-34
ZwischenkreisKondensator
Frequenzumrichter
Seite 32-33
DC
DC
Eingangsgleichrichter
Seite 24-25
U
V
W
CAN/LIN
Profibus
Ethernet
µC
Funkentstörung
Seite 30-31
Isolierte Schnittstellen
Seite 36-37
4
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Microcontroller
Seite 38-47
[email protected]
IGBT + Treiberschaltung
Seite 6-23
U
V
W
TEMP
TEMP
CURRENT
FEEDBACK
Stromwandler
Feedback Kompnenten
Seite 28-29
Seite 27
Alles aus einer Hand
www.hy-line.de/power
5
IGBT Treiber
Seit über 25 Jahren entwickelt CT Concept Treiber für IGBTs und Power MOSFETs. Aus dem
ehemaligen Ingenieurbüro ist inzwischen ein weltweit operierendes Unternehmen mit über 1,5 Mio.
verkauften Treibern im Feld geworden. Ergebnis dieser Erfolgsgeschichte ist eine hochintegrierte
kostengünstige Treibertechnologie, in die jahrelange Entwicklungserfahrung eingeflossen ist.
Was bietet die TreiberTechnologie von Concept?
Was bietet Concept
als Hersteller?
• 25 Jahre Entwicklungs-Erfahrung im Treiber
• Hohe Innovation und Focus
• Hohe Funktionalität durch Integration im ASIC
• Geringe Komponentenzahl
– hohe Zuverlässigkeit (MTBF)
– attraktiver Preis
• Schutzfunktionen für den IGBT integriert
– Kurzschlusserkennung durch VCE(sat) Überwachung
auf technische Entwicklung
• Mehrere wichtige Patente für Gate Driver
• Fertigung für ASIC, Übertrager und
Treiber durch Partner an jeweils 2
verschiedenen Fertigungsstandorten
• 100% Test der ASICs und der Treiber bei Concept
– Überspannungsschutz durch Advanced Active Clamping
– Begrenzung des Kurzschlussstromes durch Gate Clamping
– Unterspannungsabschaltung (UVLO)
• Einfache Parallelschaltung von IGBTs durch Direkt Paralleling Funktion
6
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Zwei Produktgruppen
• Core
Treiber
Diese Treiberfamilie beinhaltet die Kernfunktionen
des IGBT-Treibers. Durch externe Beschaltung wie
Dioden für die Active Clamping Funktion oder die
Gate-Widerstände kann der Core Treiber auf das
IGBT Modul und die Anwendung angepasst werden.
• Plug
& Play Treiber
Diese fertigen Treiber sind sowohl mechanisch als auch elektrisch auf das IGBT Modul angepasst. Sie werden zu dem
entsprechenden Modul bestellt und einfach an dem Modul montiert. Concept bietet für eine Vielzahl von
IGBT Modulen verschiedener Hersteller Plug & Play Treiber an.
Die technische Kernkompetenz
ASIC Design – die Kenntnis über die
Funktionen im gesamten Umrichter
zusammen mit einem tiefen Verständnis der Technologie von Halbleitern der
Leistungselektronik führen zu innovativen Ideen bei der Entwicklung der
Concept eigenen ASICs (Scale).
Die Erfahrungen von Scale sind in die
Entwicklung von Scale-2 eingeflossen.
Zur Zeit wird an Scale-3 entwickelt.
Eine weitere Kernkompetenz von
Concept liegt in der galvanischen
Trennung. Die sichere und dennoch
kosteneffiziente Signal- und Leistungsübertragung sind Schlüsselfunktionen
in jedem Treiber. Concept beschäftigt
sich daher mit Ringkern-, Planar- und
kernlosen Übertrager-Technologien.
[email protected]
www.hy-line.de/power
7
Core Treiber
Core Treiber beinhalten die wesentlichen Funktionen, die für das Treiben und Überwachen von IGBTs und
Power MOSFETs erforderlich sind. Sie lassen sich einfach in die Treiberplatine integrieren und sparen somit
Entwicklungszeit und Kosten.
Die Funktionen dieser Treiber sind in der nebenstehenden Grafik dargestellt. Durch externe Beschaltung werden die Core Treiber auf das verwendete IGBT Modul in der Anwendung angepasst. Um die Evaluierung der
Treiber zu vereinfachen, bietet Concept Basic Boards an, mit denen ein schneller Laboraufbau möglich wird.
Wenn gewünscht, können die Basic Boards aber auch in der Serie eingesetzt werden.
Core Treiber (Scale-2 Technologie)
Typ
AusgangsLeistung
(W/Kanal)
Gate
Strom
(A/Kanal)
Sperr
Spannung
IGBTs
(V)
Frequenz
Max
(kHz)
Anzahl
Kanäle
Topology Features
Bemerkung
Multilevel
Paralleling
Standard
2SC0108T
2A0-17
2SC0108T
2B0-17
1
8
600
1200
1700
75
2
Opt.
•
Längere
Anschlusspins
2SC0108T
2C0-17
2SC0435T
2A0-17
2SC0435T
2C0-17
2SC0535T
2A0-33
2SD300C17
A0
2SD300C17
A0-T
Standard
4
35
600
1200
1700
5
35
2500
3300
40
600
1200
1700
60
4
Erw. Temp. Bereich
-40 ... +85 °C
100
2
•
•
Tbd
2
Tbd
Tbd
Längere
Anschlusspins
Standard
Standard
2
Coated
2SC0650P
2A0-17
6
50
600
1200
1700
150
2
•
•
Standard
1SC2060P
2A0-17
20
60
600
1200
1700
500
1
Opt.
Tbd
Standard
6-Kanal Core Treiber (Scale Technologie)
1200
6SD106EI
6SD106EI-17
1
6
100
6
1700
Standard
1200V
Standard
1700V
Wir haben hier nur die neuesten Core Treiber von Concept vorgestellt.
Für bestehende Designs und laufende Projekte sind die Treiber der Scale Serie weiterhin verfügbar.
8
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
±35A output stage, supporting
advanced active clamping
Molded transformer
Channel 1 + 2
Primary side of the
DC/DC converter
Low inductance
gate-emitter interconnection
•Direkt parallel schaltbar
•Geregelte Gate-Emitter Spannung
•Advanced Active Clamping
•Kurzschluss Schutz
•Unterspannungsabschaltung (UVLO)
•Delay time < 100ns, jitter <± 4ns
< 80ns, jitter <± 1ns (mit Planar Trafo)
•Spannungsfestigkeit 75kV/µs
•Safe isolation EN50178
reinforced insulation IEC60664-1
•UL konform
Large ceramic
capacitors stabilize
primary side
5V…15V logic compatible interface
SCALE-2
Intelligent gate driver
SCALE-2
Logic-to-driver
interface
Eigenschaften der
Core Treiber
Additional fixing hole
(both sides)
Basic Boards verkürzen die Entwicklungszeit
Mit den Basic Boards können ohne großen Aufwand die Core Treiber auf das IGBT Modul anpasst werden. Diese
Lösung eignet sich insbesondere für IGBT Module, für die keine Plug & Play Treiber angeboten werden (z.Bsp. 62 mm
Module). Für die Serienfertigung können die Basic Boards auch in größeren Stückzahlen bezogen werden, oder wir
stellen die Produktionsdaten der Boards zur Verfügung, damit die Schaltung in die eigene Treiberplatine integriert
werden kann.
DIG20 Interface
3,3...15V logic
Gate Clamping
Desaturation monitoring
Advanced active clamping
2SC0435T
Capacitors
Gate resistors
IGBT A
IGBT B
Single side assembled PCB
Verfügbare Basic Boards: 2BB0108T2A0-06, -12, -17
2BB0435T2A0-06, -12, -17
(-06 = 600 V, -12 = 1200 V, -17 = 1700 V – Sperrspannung des IGBTs für Active Clamping Schaltung)
[email protected]
www.hy-line.de/power
9
Plug & Play Treiber
Passend zu den unterschiedlichen Gehäusetypen der IGBT Module hat Concept Plug&Play Treiber entwickelt. Diese sind
mechanisch auf die Gehäuse der IGBTs angepasst und können somit direkt auf die Gate-Anschlüsse der IGBT Module
montiert werden.
Im Normalfall wird der Plug&Play Treiber passend zu einem bestimmten IGBT Modul bestellt.
Die Treiberbezeichnung enthält dabei die Bezeichnung des Modules.
Beispiel: 2SP0115T2A0-CM200DX-24S
Der Treiber ist auf das Modul angepasst und kann direkt mit dem Modul verbunden und betrieben werden. Concept
hat bereits eine Vielzahl von Anpassungen durchgeführt. Wenn Sie ein Modul ausgewählt haben, fragen Sie uns einfach, ob bereits ein passender Plug&Play Treiber existiert.
Für Anwendungen, in denen die Gate Widerstände selbst angepasst werden sollen, oder für den Fall, dass noch keine
Anpassung durch Concept für das gewünschte Modul erfolgt ist, werden die Plug&Play Treiber auch als Grundplatine
für verschiedenen Sperrspannungen angeboten.
Beispiel: 2SP0115T2A0-06 (für 600 V Sperrspannung des IGBT) 2SP0115T2A0-12 (für 1200 V Sperrspannung des IGBT) 2SP0115T2A0-17 (für 1700 V Sperrspannung des IGBT)
Hier können die benötigten Gate Widerstände durch den Anwender ausgesucht und bestückt werden.
2SP0115T – 2 Kanal Treiber für EconoDUAL™ 17mm IGBT Module
von Danfoss, Fuji, Infineon, Mitsubishi
•
Sperrspannung 600 bis 1700 V
• Direkt parallelschaltbar
• Geregelte Gate-Emitter-Spannung
• Advanced Active Clamping
• Kurzschlussschutz
• Unterspannungs-Abschaltung
• 1 W pro Kanal
• Frequenzen bis zu 30 kHz
• Delay < 100 ns, Jitter < ±4 ns
• NTC Ausgang, UL-konform
• Transientenfestigkeit: 100 kV/μs
• S icherheitsisolation nach EN50178,
verstärkte Isolation nach IEC60664-1
• Temperaturbereich:
-20°C… + 85°C
(-40°C… + 85°C optional)
Passende IGBT Module der NX-6 Serie von Mitsubishi finden Sie auf Seite 16.
10
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Weitere Plug & Play Treiber
PrimePACKTM – Danfoss, Fuji, Infineon
Treiber
Familie
2SP0320T
Sperrspannung
[V]
Signal
Interface
SCALE
Generation
Topology Features
Multilevel
2SP0320T
1200 / 1700
Electrical
2
•
2SP0320V
1200 / 1700
Fiber Optic
2
•
2SP0320S
1200 / 1700
Fiber Optic (ST)
2
•
Paralleling
•
2SP0320V
IHM 130 mm – ABB, Dynex, Fuji, Hitachi, Infineon, Mitsubushi
Passende IGBT Module siehe S. 18
1SD535F2
1SD536F2
Treiber
Familie
Sperrspannung
[V]
Signal
Interface
SCALE
Generation
2SB315A
1200 / 1700
Electrical
1
Topology Features
Multilevel
Paralleling
2SB315B
1200 / 1700
Fiber Optic
1
1SD535F2
1200 / 1700 / 2500 / 3300
Fiber Optic
1
1SD536F2
1200 / 1700 / 2500 / 3300
Fiber Optic
1
•
1SD418F2
1700 / 2500 / 3300
Fiber Optic
1
•
1SP0635x2M
1200 / 1700 / 2500 / 3300
Fiber Optic
2
•
•
1SP0635x2S
1200 / 1700 / 2500 / 3300
Paralleling Interface
2
•
•
•
1SP0635
Master & Slave
IHV 130 mm – ABB, Dynex, Fuji, Hitachi, Infineon, Mitsubishi
Passende IGBT Module siehe S. 18
Treiber
Familie
Sperrspannung
[V]
Signal
Interface
SCALE
Generation
1SD312F2 + ISO31161
4500
Fiber Optic
1
•
1SP0335 + ISO51251
Topology Features
Multilevel
Paralleling
1SD210F2 + ISO31161
4500 / 6500
Fiber Optic
1
•
1SP0335x2M + ISO51251
3300 / 4500 / 6500
Fiber Optic
2
•
•
1SP0335x2S
3300 / 4500 / 6500
Paralleling Interface
2
•
•
1SD210F2 + ISO31161
EconoDUALTM and PrimePACKTM are trademarks of Infineon Technologies AG
[email protected]
www.hy-line.de/power
11
Parallelschaltung
von IGBT Modulen
Eine Parallelschaltung von IGBT Modulen kommt dann in Frage, wenn höhere Leistungen benötigt werden, die mit
einem Modul allein nicht mehr erreicht werden können. Manchmal wird auch die Parallelschaltung von kleineren
Modulen gegenüber dem Einsatz eines größeren Moduls bevorzugt, weil diese Schaltung Vorteile bei der Wärmeverteilung im System haben kann. In anderen Anwendungen liegt der Schwerpunkt auf dem Einsatz von Standard
Funktionsblöcken, bei denen zur Leistungserhöhung mehrere Funktionsblöcke parallel geschaltet werden. Dieser
Ansatz bietet besonders für die Beschaffung und Lagerhaltung der Komponenten Vorteile. Egal aus welchen Gründen die Parallelschaltung erwogen wird – es ist bei jeder Schaltung wichtig, dass eine gleichmäßige Stromaufteilung
zwischen den Modulen gewährleistet ist.
Für die Treiberlösung gibt es zwei Möglichkeiten:
1. Ein Treiber steuert alle IGBT Module an
In diesem Fall ist es wichtig, dass das Treibersignal symmetrisch zu den
IGBT Modulen geführt wird. Unterschiedliche Längen der Verbindungen
können zu verschiedenen Leitungsinduktivitäten führen, so dass die
Signale zeitlich versetzt bei den IGBT Modulen ankommen, was zu
unterschiedlicher Stromaufteilung führt. Eine Verbesserung kann hier
die Einführung einer lokalen Boosterstufe an jedem IGBT sein.
2. Die Eingänge der Treiber werden parallel angesteuert
Diese Schaltung ist dann möglich, wenn die Signallaufzeit der einzelnen
Treiber in einer sehr engen Toleranz liegt. Bei der Technologie von Concept ist der Jitter in der Signallaufzeit < 4ns wodurch ein direktes
Parallelschalten der Eingänge der Treiber möglich ist.
• Keine Synchronisation notwendig
• Voll galvanisch getrennte Treiber Kanäle
• Keine Offset Ströme im Gate oder Hilfs Emitter
• Kein Emitter-Widerstand oder stromkompensierte Drossel notwendig
• Einfaches AC Bus Design
12
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Der geringe Jitter in der Signallaufzeit ist nur mit Transformator Technologie erreichbar. Wenn, wie zum Beispiel bei
höheren Sperrspannungen, Lichtwellenleiter zur Signalübertragung eingesetzt werden, ist durch das optische System
der Jitter in der Signalübertragung deutlich höher. Die Lösung von Concept liegt hier in einem Master-Slave System.
Der Master erhält das Signal des Controllers und steuert dann über die Slaves mehrere Module parallel an.
Die Kurzschlussüberwachung – VCE(sat) Messung – erfolgt dabei nur auf dem Master Modul. Mit der Kabelverbindung zwischen Master und
Slave wird sowohl das Steuersignal als auch die Versorgungsspannung für den Treiber übertragen.
Abschalten von 6kA mit zwei IGBT Modulen In parallel 1SP0635
[email protected]
Einschalten von 6kA mit zwei IGBT Modulen In parallel 1SP0635
www.hy-line.de/power
13
IGBT Module
Durch technologischen Fortschritt und immer feinere Halbleiterstrukturen konnten die Eigenschaften der IGBT-Chips über
die Jahre deutlich verbessert werden. Neben dem unterschiedlichen Schichtaufbau stehen heute Mechanismen zur Verfügung, mit denen der IGBT-Chip für verschiedene Anwendungen optimiert werden kann. Durch den Modulaufbau sind ein
guter thermischer Übergangswiderstand sowie eine hohe Lastwechselfestigkeit gewährleistet. Die Möglichkeiten, Chips
und Gehäuse jeweils für bestimmte Anwendungsbereiche zu optimieren, führen zu den unterschiedlichen Modul-Serien.
Bei MITSUBISHI wird die im Modulnamen angegebene Stromstärke in Abhängigkeit vom Abschaltverhalten des IGBTs
ermittelt. Diese Benennung ist technisch nicht mit der Modulbezeichnung anderer Hersteller vergleichbar. Wir unterstützen
Sie gerne, das geeignete Modul für Ihre Anwendung zu finden.
Die verschiedenen
IGBT-Chip-Technologien:
Planar – Der planare Aufbau ist seit vielen
Jahren im Einsatz und hat sich bewährt. Im
Kurzschlussfall geht der Chip in eine Selbstsättigung. Damit bleibt genug Zeit, um den Kurzschluss zu detektieren und abzuschalten.
Trench – Die Trench-Struktur arbeitet mit
„Gräben“ im Gate. Durch diesen Aufbau
werden die internen Übergangswiderstände im
Vergleich zur Planar-Struktur reduziert. Die Verlustleistungen sind deutlich kleiner. Der Stromanstieg ist jedoch sehr viel schneller als in der
Planar-Struktur. Ein Kurzschlussschutz ist daher
nur durch eine zusätzliche Beschaltung am Chip
realisierbar.
CSTBT ™ – Carrier Stored Trench Bipolar
Transistor bezeichnet eine von Mitsubishi neu
entwickelte IGBT-Struktur, welche die geringen
Verluste der Trench-Struktur aufweist. Mit der
CSTBTTM-Struktur kann der Chip für verschiedene Schaltfrequenzen optimiert werden. Je
nach Serie sind die Module für hohe Schaltfrequenzen oder hohe Kurzschluss-Beständigkeit
optimiert.
NX-Serie – CSTBT ™ IGBT-Modul
• Flexibles Gehäusekonzept (kompatibel zur Econo-Serie)
• Flaches Gehäuse – 17 mm Bauhöhe
• Integrierte Temperatur-Überwachung durch NTC
A-Serie – CSTBT ™ IGBT-Modul
• Hohe Kurzschluss-Beständigkeit (Eigensättigung)
• Reduzierte Gate-Kapazität (geringer Treiberstrom)
• Chipgröße und Spezifikation sind an den europäischen Standard
angepasst
NF-Serie
– CSTBT ™ IGBT-Modul
• Hohe Kurzschluss-Beständigkeit wie bei A-Serie
• Chipgröße und Spezifikation richten sich nach dem japanischen Markt
• Direkter Ersatz für die H-Serie von Mitsubishi
NFH-Serie – CSTBT ™ IGBT-Modul
• Sehr geringe Schaltverluste
• Geringe Gehäuseinduktivität
• Optimiert für hohe Schaltfrequenzen um 50 kHz
F-Serie
– Trench IGBT-Modul
• Integrierter Kurzschlussschutz durch Real Time Controller und Stromspiegel
auf dem Chip
HV-Serie
• Module mit hoher
– Planar IGBT-Modul
– CSTBT ™ IGBT-Modul
Sperrspannung
14
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
für
o
o
o
o
o
o
o
o
Motoren
Solar
Aufzüge
UPS
Schweißgeräte
Induktive Erwärmung
Gasentladungslampen
Galvanik
Übersicht der IGBT-Module
Symbol
Schaltbild
IC (A)
VCES
(V)
50
75
100
150
200
300
350
400
250
450
600
F
F
600
NX
A
F
HV
2500
3300
HV
4500
HV
6500
F
1700
NF
NFH
F
NX
NF
NFH
F
NX
NF
NFH
F
NF
NFH
F
NX
NF
F
A
NF
NFH
F
NX
A
NF
NFH
F
NX
A
NF
NFH
F
NX
A
NF
NFH
F
A
NF
NFH
F
NX
A
NF
NFH
F
A
A
A
A
A
A
HV
3300
HV
NF
F
600
1200
1800
2500
NF
NF
F
NF
F
NF
F
NF
F
NX
NF
F
NX
NF
F
NX
NF
NF
NF
NX
NF
NX
NF
NX
NF
NX
NF
NX
NF
NF
NF
F
F
600
1200
F
1700
[email protected]
HV
HV
HV
HV
HV
HV
HV
NF
HV
New
MPD
NF
HV
New
MPD
MPD
F
F
HV
3300
6500
HV
F
NFH
F
2500
600
E3
F
F
D
R
1500
HV
F
600
1200
1200
HV
HV
HV
250
T
1000
NX
A
F
1700
1200
900
NX
F
1200
H
800
HV
HV
HV
www.hy-line.de/power
15
IGBT Module
Durch verschiedene Optimierungen hat Mitsubishi die Eigenschaften der IGBT Chips auf Basis der CSTBT™
Technologie sowie der Freilaufdiodenchips weiter verbessert. Für die neuen Modulserien steht jetzt die
6. Generation IGBT Chips zur Verfügung.
6. Generation IGBT Module (NX-Serie)
• Kompatibel zu Econo-Serie: 17 mm Bauhöhe
• Direkt parallelschaltbar
• 1200 V: VCE (sat) = 1,7 V (typ.) @ Tj = 125°C
• 1700 V: VCE (sat) = 2,2 V (typ.) @ Tj = 125°C
• Freilaufdiodenchip der 6. Generation mit positivem
Temperaturkoeffizienten und trade off
zwischen VF und Esw (rec)
• NTC-Temperatursensor enthalten
• Über 10 µs kurzschlussfest
• 175°C max. Sperrschichttemperatur
• Hohe Zuverlässigkeit bei Leistungs- und Temperaturzyklen
• Geringe thermische Impedanz
• Konvex geformte Grundplatte
Gehäuse
VCES (V)
Strom
1200V
CIB
35
CM35MXA-24S
50
CM50MXA-24S
7in1
6in1
75
CM75MXA-24S
CM75RX-24S
CM75TX-24S
100
CM100MXA-24S
CM100RX-24S
CM100TX-24S
CM150RX-24S
CM150TX-24S
150
2in1
2in1
CM150DX-24S
200
CM200DX-24S
300
CM300DX-24S
450
CM450DX-24S
600
CM600DXL-24S
1000
CM1000DXL-24S
50
CM50RX-34SA
CM50TX-34SA
75
CM75RX-34SA
CM75TX-34SA
100
1700V*
NX-L
(122x122 mm)
NX-M (122x62 mm)
CM100TX-34SA
150
CM150DX-34SA
200
CM200DX-34SA
300
CM300DX-34SA
450
CM450DXL-34SA
* In der Entwicklung
16
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Eigenschaften der 6. Gen. Chips
• Geringere Durchlassverluste (VCE(sat))
• Geringere Schaltverluste (Eoff)
• Kürzerer Tail Strom
• Geringere Treiberleistung erforderlich
durch kleinere Gate Kapazität (Qg)
• Verbesserung bei VF und Err der Diode
Passende Treiber finden Sie auf Seite 10.
New Mega Power Dual
IGBT Module (mit 6. Gen. IGBT Chip)
Mit dem Mega Power Dual bringt Mitsubishi ein innovatives
Gehäuse für Halbbrücken-Module mit hohen Strömen auf den Markt.
Module mit folgenden Leistungsdaten sind in der Entwicklung:
1200V – 1500A und 2500A
1700V – 1100A und 1800A
[email protected]
www.hy-line.de/power
17
HV- IGBT mit Treiber
Mit der R-Serie bringt Mitsubishi neue Hochvolt Module auf den Markt. Neues Chip Design, innovatives
Gehäusekonzept und ein überarbeitetes internes Layout führen zu verbesserten Eigenschaften.
• Erhöhung der Stromtragfähigkeit bis 1500A
• Geringe Verluste
• Erhöhtes Anzugsmoment der Anschlüsse auf 22Nm
– Neue Chip Sets mit geringen Verlusten
• Robustes Design
– Verbesserte Leistungsanschlüsse
– Wide SOA (Safe Operating Area)
• Erweiterter Arbeitstemperaturbereich bis 150°C
– Hohe Lastwechselfähigkeit
• Erweiterter Lagertemperaturbereich bis -55°C
Blocking voltage
(ICnom / terminal)
3.3 kV
(500 A / terminal)
4.5 kV
(400 A / terminal)
6.5 kV
(250 A / terminal)
Connect
190 x 140 x 38 mm
Viso = 6.0 kVrms
190 x 140 x 48 mm
Viso = 10.2 kVrms
130 x 140 x 38 mm
Viso = 6.0 kVrms
single
CM1500HC-66R
CM1500HG-66R**
CM1000HC-66R
chopper
CM1000E4C-66R
RM1000DC-66F
RM1500DC-66F
Dual diode
single
190 x 140 x 48 mm
Viso = 10.2 kVrms
CM1200HC-90R
CM1200HG-90R
CM800HC-90R*
CM800HG-90R
chopper
Dual diode
single
RM400DG-90F
CM750HG-130R
chopper
Dual diode
RM250DG-130F
*TS
**ES
Mit Concept bieten wir auch
angepasste Plug & Play Treiber
für die Module der R-Serie an.
z.B. 1SD536F2-CM1500HC-66R
18
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
MOSFET Module
• Geringes VDS(ON) und geringes VSD
• Advanced 0,35µm trench gate MOSFET Chip
Technologie
• RDS(ON) = 0,8 mΩ (FM400TU-07A @ 25°C)
• Einsatz ohne Snubber Schaltung möglich
• Avalanche Fähigkeit ist garantiert bei
turn-off & recovery
• Steueranschlüsse mit Standard Anschlusssteckern
• Thermischer Sensor (NTC) integriert
• Hohe Zuverlässigkeit
Maximum
Ratings
Type
Number
VDSS
(V)
I D(rms)
(A (rms))
FM200TU07A
75
FM400TU07A
Thermal & Mechanical
Characteristics
Electrical Characteristics
r DS(ON) @ Tj =
25°C(mΩ)
C iss
(nF)
Coss
(nF)
Crss
(nF)
Maximum Switching Times
td(on)
(ns)
tr
(ns)
t d(off)
(ns)
tf
(ns)
t rr
(ns)
Q rr
(µC)
VSD
(V)
MOSFET
Rth(j-c)
(°C/W)
Rth (j-c)
(°C/W)
Typ.
Max.
100
1.20
1.65
50
7
4
450
400
600
400
200
2.0
1.3
0.220
0.1
75
200
0.80
1.10
75
10
6
450
500
450
400
200
4.5
1.3
0.142
0.1
FM600TU07A
75
300
0.53
0.73
110
15
10
450
600
600
400
200
4.8
1.3
0.096
0.1
FM200TU2A
100
100
2.40
3.30
50
7
4
400
300
450
300
250
3.6
1.3
0.220
0.1
FM400TU2A
100
200
1.45
2.00
75
10
6
400
400
450
300
250
6.0
1.3
0.142
0.1
FM600TU2A
100
300
0.80
1.10
110
15
10
400
600
600
300
250
6.2
1.3
0.096
0.1
FM200TU3A
150
100
4.80
6.60
50
7
4
400
250
450
200
200
6.5
1.3
0.220
0.1
FM400TU3A
150
200
2.60
3.55
75
10
6
400
300
450
200
200
7.0
1.3
0.142
0.1
FM600TU3A
150
300
1.60
2.20
110
15
10
400
400
500
200
200
8.0
1.3
0.096
0.1
[email protected]
www.hy-line.de/power
19
IPM – Intelligente Power Module
Die Intelligenten Power Module basieren auf den IGBT-Chips von Mitsubishi. Die Intelligenz sitzt in einer im Modul integrierten Treiberschaltung, die optimal auf die Eigenschaften der IGBT-Chips abgestimmt ist. Die Treiberschaltung bietet
diverse Überwachungs- und Schutzfunktionen, die Ihr Design kompakt und sicher machen.
Die Eigenschaften der IPM im Überblick:
Überwachung
der
Versorgungsspannung
Vcc
• 5. Generation IGBT-Chip mit CSTBTTM Technologie
• Geringe Durchlassverluste
OT
5. Gen.
CSTBTTM
UV
Vce(sat) (@Tj = 125°C) = typ. 1,65 V (600 V),
typ. 1,75 V (1200 V)
In
Fo
• Temperatursensor auf jedem IGBT-Chip
Fehler Logik
&
Aufbereitung
des
Eingangssignal
Treiber
Gate Treiber
Einstellung
für EMV
Optimierung
SC
• Treiberschaltung mit Überwachungsfunktionen für
Strommessung
per
HilfsEmitter
Kurzschluss, Übertemperatur und Unterspannung
GND
(SC, OT, UVLO) integriert
• Kompakter Aufbau
C
On Chip
Temperatur
Überwachung
Blockdiagramm der Treiberschaltung
SC: short circuit protection (Kurzschlussschutz)
OT:over-temperature protection (Übertemperatur Schutz)
UV:under-voltage lock out (Unterspannungsschutz –
bei zu geringer Versorungsspannung wird der IGBT nicht angesteuert)
E
Verfügbare Module der L-, L1- und S1-Serie
Serie
Circuit
VCes
(V)
600
6 in 1
1200
L1
600
7 in 1
1200
S1
20
6 in 1
600
1200
Terminal
IC (A)
25
Screw
Pin
50
75
100
150
200
300
450
600
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Screw
l
l
l
l
l
l
l
Pin
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Screw
Pin
ll
l
l
l
Screw
l
l
l
l
l
Pin
ll
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Screw
l
Infoline: 089 / 614 503 - 10
ard
n Bo
o
i
t
!
lua
Evarfügbar
ve
l
Fax: 089 / 614 503 - 20
Neue Halbbrücken
IPM – V1-Serie
Für H-Brücken Anwendungen oder hohen Strombedarf haben Halbbrücken-Module (2 in 1) Vorteile gegenüber
6 in 1 oder 7 in 1 Modulen. Aus diesem Grund hat Mitsubishi die V1-Serie entwickelt.
Die Eigenschaften der
V1-Serie im Überblick:
• Full Gate 5. Generation IGBT-Chip mit CSTBTTM Technologie
• Geringe Durchlassverluste
Vce(sat) (@Tj = 125°C) = typ. 1,9 V (600 V),
typ. 1,85 V (1200 V)
• Optimierter Temperatursensor auf jedem IGBT-Chip
• Treiberschaltung mit Überwachungsfunktionen für
Kurzschluss, Übertemperatur und Unterschreitung der
Steuerspannung (SC, OT, UVLO) integriert
• Deutlich verbesserte Lastwechselfestigkeit durch neue
Wire Bonding Technologie
CSTBTTM (1µm), LPT
Serie
Circuit
V1
2 in 1
VCES
(V)
IC (A)
200
300
Small
Small
600
1200
400
450
600
800
Small
Large
Small
Large
Small
Gehäusegröße: Small – Status: Serienfertigung, Large – Status: In Entwicklung
[email protected]
www.hy-line.de/power
21
DIPIPMTM – Intelligente Power Module
im Dual-Inline-Package
Mit den Intelligenten Power Modulen im DualInline-Package (DIPIPMTM) hat Mitsubishi eine
kompakte Modulserie geschaffen, die den Einstieg
in die Ansteuerung von AC-Motoren mit Frequenzumrichtertechnik für den Anwender deutlich
vereinfacht. Mit diversen Demo-Boards kann die
Funktionsweise schnell nachvollzogen werden.
Dadurch wird die Integration dieser Technologie in
die eigene Produktentwicklung erheblich beschleunigt. Wir unterstützen Sie gerne bei der Auswahl
der geeigneten Module.
• Planar IGBTs mit geringen Verlusten im
Transfer-Mold-Gehäuse
• Entwickelt für 3-Phasen-DC / AC-Umwandlung
• Geringe thermische Übergangswiderstände
• Treiber und Schutzbeschaltung integriert
• High Voltage Level Shifter Technik zur
Versorgung der P-Side IGBTs
• Nur eine 15 VDC Versorgung erforderlich
• Kann mit 3 V- oder 5 V-Signalen
angesteuert werden
• Anschlussleistung für Motoren
von 0,1 bis 5 kW
Large
DIP IPM
Ver. 4
Übersicht DIPIPMTM
Serie
Isolationsspg.
Vrms
Motorleistung (kW)
0,2
0,4
0,5
0,75
2,2
3,7
5,5
5A
8A
10A
15A
20A
30A
50A
75A
PS219A2*
PS21963*
PS21A79
PS21A7A
PS219A3*
PS219A4*
PS21965*
PS21997*
PS21765
PS21767
PS219B3*
PS219B4*
IC (A)
Sperrspannung 600 V
TM
Large DIPIPM (Vers. 4)
2500
Super Mini DIPIPMTM (Vers. 4)
1500
Mini-DIPIPMTM (Vers. 4)
2500
Super Mini DIPIPMTM (Vers. 5)
1500
PS219B2*
IC (A)
Sperrspannung 1200 V
DIPIPMTM (Ver. 4)
1,5
2500
5A
10A
15A
25A
35A
PS22A72
PS22A73
PS22A74
PS22A76
PS22A78-E
* zu diesen Artikeln gibt es verschiedene Gehäuseausführungen und Anschlussbelegungen
22
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Simulationsprogramm
für IGBT Module
Melcosim
Melcosim berechnet die Verlustleistungen und
das Temperaturverhalten der IGBT-Module in Ihrer
Anwendung. Die modulspezifischen Daten sind in
dem Programm hinterlegt. Über eine einfache Eingabemaske werden die Parameter der Anwendung
(Strom, Spannung, Taktfrequenz etc.) eingegeben.
Auf diese Weise können Sie Verlustbetrachtungen
und Temperaturverhalten für verschiedene Module
berechnen und graphisch darstellen, um so das
richtige Modul für Ihre Anwendung auszuwählen.
Melcosim steht Ihnen auf Anfrage kostenlos zur
Verfügung. Wir beraten Sie gerne.
Evaluation Boards
Für den schnelleren Entwicklungseinstieg stehen
für viele IPM und DIPIPMTM Evaluation Boards zur
Verfügung.
[email protected]
www.hy-line.de/power
23
Brückengleichrichter
17 mm-Multichip - Leistungsmodule
Brückengleichrichtermodule folgen dem Trend bei IGBT-Modulen in Bezug auf die Bauhöhe von 17 mm und
werden den bisher üblichen 30-mm-Standard in neuen Anwendungen weitgehend ersetzen. Ein besonderer
Vorteil der neuen 17-mm-Brückengleichrichter von POWERSEM ist, dass mit Ausnahme der Bauhöhe alles von
den bisherigen 30-mm-Modellen übernommen wurde: Alle neuen Gleichrichter mit 17 mm Bauhöhe haben
die gleichen elektrischen und thermischen Eigenschaften wie ihre 30-mm-Vorgänger, was den Einsatz in vie-
17 mm
len Anwendungen stark vereinfacht.
Dreiphasig
Einphasig
Besondere Eigenschaften
•Geringe Bauhöhe von 17 mm erlaubt höhere Packungsdichte
•Kompatibel zu neuen 17-mm-IGBT-Modulen
•In nur 2 Bauformen gibt es 14 unterschiedliche Typen mit
Stromstärken von 52 - 248 A
•Geringe Verluste
•Geringe thermische Impedanz
•RoHS-konform
•UL-Zulassung in Vorbereitung
Folgende Module sind derzeit verfügbar:
Dreiphasig
PSDS 62 (63 A bei 110°C Gehäusetemperatur)
PSDS 63 (75 A bei 100°C Gehäusetemperatur)
PSDS 82 (88 A bei 110°C Gehäusetemperatur)
PSDS 83 (100 A bei 100°C Gehäusetemperatur)
PSDS 112 (127 A bei 90°C Gehäusetemperatur)
PSDS 162 (175 A bei 90°C Gehäusetemperatur)
PSDS 192 (248 A bei 90°C Gehäusetemperatur)
Einphasig
PSBS 62 (52 A bei 100°C Gehäusetemperatur)
PSBS 63 (60 A bei 100°C Gehäusetemperatur)
PSBS 82 (72 A bei 100°C Gehäusetemperatur)
PSBS 83 (88 A bei 100°C Gehäusetemperatur)
PSBS 112 (84 A bei 100°C Gehäusetemperatur)
PSBS 162 (122 A bei 100°C Gehäusetemperatur)
PSBS 192 (174 A bei 100°C Gehäusetemperatur)
Alle neuen Typen sind mit Spannungsfestigkeiten von 800 bis 1800 V lieferbar. Mit den neuen Modulen ist eine
höhere Packungsdichte möglich, daher sind weitere 17-mm-Powermodule von POWERSEM in Vorbereitung.
24
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Brückengleichrichter, AC-Controller und Leistungs-Module –
Single, three phase, half & full controlled
Eigenschaften:
Gehäuse mit ”fast on terminals” – Isolationsspannung 3000 V ~
Nennströme 30 -70 A – Sperrspannungen bis zu 1800 V
Geringe Durchlassspannungen – Großes Angebot an Konfiguration
und Integration von Dioden, Thyristoren und FREDs
Planar glaspassivierte Chips und DCB-Technologie
Anwendungen:
Versorgungen für DC-Leistungselektronik – Eingangsgleichrichter für
PWM-Umrichter – Batteriebetriebene Gleichstromversorgungen – Softstart
Kondensatorladung – Feldversorgung für DC-Motoren
Vorteile:
Einfache Montage mit zwei Schrauben
Einsparung an Platz und Gewicht
Verbesserte Temperatur und Leistungszyklen
[email protected]
www.hy-line.de/power
25
Diskrete MOSFETs und IGBTs
Der taiwanesische Hersteller Advanced Power Electronics Corp., kurz APEC hat sich mit kostengünstigen MOSFETs
und IGBTs speziell für Power-Management und Motorantriebe einen Namen gemacht.
2005 unterzeichnete APEC ein Lizenzabkommen über planare, polygonale MOSFET- und IGBT-Technologie nach
Patenten von International Rectifier. Somit finden sich im Produktsortiment von APEC viele Second-Source- und
Replacement-Produkte zu verschiedenen IRF-Bausteinen.
Power MOSFET
APEC bietet eine breite Palette an Power MOSFETs in
einem Sperrspannungsbereich von 16V – 900V an.
• N- und P-Channel
• Einfache Ansteuerung
• Schnelle Schaltcharakteristik
• Viele Gehäusevarianten
Über ein Selektions-Sheet lassen sich schnell passende
Typen finden. Dies hilft sowohl bei der Auswahl eines
MOSFET für ein neues Design als auch bei der Suche
nach einem Second Source Bauteil.
IGBT
Im Angebot sind Einzel-IGBTs mit Sperrspannungen
von 400V – 1200V
Eigenschaften des neuesten
IGBT dieser Familie:
• Advanced IGBT Technologie
• Geringe Sättigungsspannung
VCE(sat) = 3V @ IC = 40A
• IC = 80A @ 25°C
IC = 40A @ 100°C
• Industrie Standard TO-3P Gehäuse
26
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Zusatzkomponenten für
die Schaltungsperipherie
Die Anbindung der Steuerlogik an die Leistungselektronik erfordert aufgrund der schaltungsbedingten Störungen eine Vielzahl
von applikationsspezifischen Anpassungen der Peripheriebausteine. Nachfolgend aufgeführt sehen Sie eine Auswahl an Produkten mit speziellen Eigenschaften, die zur Optimierung der Funktion und Sicherung des Betriebs wesentlich beitragen können.
Komparatoren für Positionsfeedback MCP654X-Serie
Die Rail -To - Rail Komparatoren der MCP654x-Serie
wurden für den Einsatz in Tastaturen entwickelt
und eignen sich vor allem für die Anbindung von
Hall-Sensoren und Encodern. Der Ausgang reagiert
mit ca. 3 µs relativ träge auf Änderungen zwischen
invertierendem und nicht-invertierendem Eingang
und wirkt daher als Filter-Element für EMVbedingte Störungen auf den Sensorleitungen.
Die Open-Drain-Varianten lassen sich als Pegel-Shifter von 5 V-Sensorsignalen
einsetzen und bilden so ein kombiniertes Filter- & Level Shifter-Element.
Schnelle Komparatoren für Signal-Feedback MCP656X
Die Rail -To - Rail Komparatoren der MCP656x-Serie wurden vor allem auf schnelle Reaktionszeiten getrimmt und eignen sich daher besonders zur
Detektion von Spannungs- oder Stromspitzen und für die Anbindung von Fehlersignalen an den Controller. Die Schaltzeiten von 45ns werden auch
bei niedrigen Versorgungsspannungen von bis zu 1,8 V eingehalten.
High Current Dual-Channel MOSFET-Treiber MCP14EX
Die Half-Bridge -Treiber der MCP14E Serie liefern mit Bootstrap-Unterstützung Ausgangsströme bis zu 6 A und widerstehen dabei Reverse-Strömen
von bis zu 1,5 A. Mit diesen MOSFET-Treibern können auch große MOSFETs und kleinere IGBTs zuverlässig angesteuert werden.
Auto-Zero Operationsverstärker MCP6V0X
Stromspiegel-Messungen an MOSFETs und IGBTs führen durch Ruheströme im Spiegel oft zu Offsets auf den Strom-Feedbacksignalen, wodurch die
absolute Auflösung erheblich eingeschränkt werden kann. Der Einsatz von Auto-Zero-Operationsverstärkern in der Signalaufbereitung kann diese
DC-Anteile wirkungsvoll kompensieren und so die Signal- und Regelqualität erhöhen.
In nebenstehender Anwendung sehen Sie
Einsatzmöglichkeiten der obenstehenden
Bauteile. Diese Schaltung verwendet ein
Stromspiegelsignal zur schnellen Abschaltung bei Überstrom (MCP6565) und einen
Auto-Zero-OpAmp zur Kompensation des
Gleichstromanteils des Stromspiegels. Beide
Komponenten sind über einen 2-Kanal DAC
mit interner Referenz flexibel einstellbar.
[email protected]
www.hy-line.de/power
27
Hochfrequenz-Transformatoren
für Umrichter
Puls Übertrager
zur Ansteuerung von Hochfrequenz IGBT, MOSFET,
Transistoren, SCR … (drive transformers)
EE Kern
Windungsverhältnis
Standard (1:1, 1:1:1)
oder kundenspezifisch
Frequenz
1 kHz – 200 kHz
Treiberstrom
bis zu 1 A/µs
Abmessungen
ab 17 x 17 x 13 mm
Stromwandler
zum Schutz von Hochfrequenz Schaltelementen: IGBT, MOSFET
EE Stromwandler
direkt auf der Leiterplatte
28
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Windungsverhältnis
Standard (1:100, 1:200)
oder kundenspezifisch
Frequenz
1 kHz – 100 kHz
Primärstrom
bis zu 70 A rms
Abmessungen
ab 17 x 17 x 13 mm
Fax: 089 / 614 503 - 20
Switched Mode
Low Power Transformatoren
zur Versorgung aller internen elektronischen
Schaltkreise
Flyback, Forward, Push-pull Anwendungen
Switched Mode
High Power Transformatoren
Leistung
10 W
20 W
50 W
70 W
Ferrite Kern
EE 16
EE 20
EE 29
EE 39
Anzahl Wicklungen
max 4
max 5
max 6
max 7
Topologie
Forward, Half Bridge, Full Bridge
Leistung
1 kW - 10 kW
Sekundärseitige Ströme
100 A - 300 A
zur Umwandlung der Haupt- zur Niederspannung mit
Frequenz
20 kHz - 120 kHz
hohen Strömen
Ferriter Kern
von EE42 bis EE80 (Einzel- oder Mehrfachkern)
[email protected]
www.hy-line.de/power
29
Ringkern Induktivitäten
Für Induktivitäten auf Ringkernen gibt es breite Einsatzgebiete. In der Regel werden diese Drosseln, Filter
und Übertrager passend zu der jeweiligen Anwendung kundenspezifisch entwickelt und gefertigt. Rödl &
Lorenzen bietet Entwicklungsunterstützung bis hin zum Musterbau in Deutschland an. Die Serienfertigung
erfolgt dann in dem eigenen Werk in Tunesien. Auf diese Weise kommt vom Design bis zur Serie alles aus
einer Hand. Dadurch werden bereits im Design Anforderungen aus der Serienfertigung mit berücksichtigt
und der Anwender kann von der jahrelangen Erfahrung bei RÖ-LO profitieren.
Funkentstörung – kompakt jedoch resonant oder breitbandig
30
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Mehr als nur ein
bewickelter Ringkern
Anwendungen
•PFC Drosseln
•Speicherdrosseln
•Funkentstörung
•Stromwandler
•Übertrager
Kundenspezifische Bauformen
• Sockel D74
• Becher B182
Mit diesem Sockel können liegend montierte
Die schwere Drossel lässt sich bequem über
Speicher- und PFC-Drosseln mit und ohne
eine M4 Sechskantschraube oder mit einer
Hilfswicklung realisiert werden.
Mutter auf einem Gewindebolzen befestigen.
1. und 2. Bauform von links
Die mittige Hülse bietet mit mehr als 12 mm
• Sockel B143
Er bietet ein einfach bestückbares Raster,
ohne dass die Bauhöhe der Spule gegen-
Durchmesser genügend Platz für den
Steckschlüssel zu M4.
4. Bauform von links
über dem Ringkernwickel zunimmt. Diese
• Sockel D48E
Lösung wurde aus der Baureihe PW1 (B141,
Er bildet die Basis für neue Baureihen
B141.1) als Sockel für einen größeren Ring-
stromkompensierter Funkentstördrosseln für
kern erneut aufgenommen.
1- und 3-phasige Systeme bis 500 V Nennspannung.
3. Bauform von links
Bauform rechts
[email protected]
www.hy-line.de/power
31
Kondensatoren
E51, E53, E55: Hohe Spannung und geringe Induktivität
Unsere Empfehlung für Anwendungen, die geringe Eigeninduktivität in Kombination
mit hohem Impulsstrom und Spannungfestikeit erfordern. Sehr hohe Kapazität
und absolut keine Flüssigkeiten im flammhemmenden Kunststoffgehäuse.
• Spezielles Design für bis zu 50 kVDC / 30 kVAC Isolation
• Verfügbar mit extrem kleinen Leistungsverlusten für erweiterte Lebensdauer
• SINECUTTM Wicklungen für extrem hohe Stromstärken
•R
obuste axiale Anschlüsse mit Innengewinde gewährleisten
niederinduktive Verbindungen
• 0,5 µF/50 kVDC bis 700 µF/1300 VDC
E62: Universeller AC/DC Kondensator
mit Überdruckschutz
Der intensiv geprüfte break-action Mechanismus schützt alle unsere AC Kondensatoren. Die
SINECUTTM Wicklungstechnologie garantiert höchsten Impuls- und Dauerstrom bei minimalem
Leistungsverlust.
Anwendung als Stütz-, Glättungs-, Stoßentladungs- und
Filterkondensatoren in Gleich- und Wechselspannungsnetzen
• Hermetische Abdichtung für maximalen Feuchtigkeitsschutz und
lange Lebensdauer
• Umweltfreundlisches Pflanzenöl optimiert die Kühlung und
gewährleistet einwandfreie Funktion des Sicherheitsmechanismus
• Große Vielfalt an mechanischen Bauformen,
Anschlüssen und Größen
• Spezielles Isolations - Design für die erhöhte Anforderung im
Einsatz an Gleichspannung
• 10 µF/5000 VDC bis 2000 µF/700 VDC
32
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
PK16 High Density DC Filter Kondensatoren
TM
Der PK16TM Kondensator ist optimal an die elektrische und mechanischen Erfordernisse in
schnelltaktenden IGBT Stromrichtern angepasst und ist daher besonders für den Einsatz in niederinduktiven DC - Zwischenkreisen und DC - Filtern geeignet. Aufgrund der hohen Kapazität bei
sehr kompakter Bauform können sowohl komplette Bänke von seriell verschalteten Elektrolyt
Kondensatoren als auch großvolumige Filmkondensatoren in rechteckigen Gehäusen ersetzt
werden. Konstruieren Sie Ihre eigene technische Lösung mit bestehenden oder kleinerem Platzbedarf mit erheblichen Vorteilen gegenüber Elektrolyt Kondensatoren.
• Hohe Impuls- und Dauerströme kombiniert mit hoher Spannungsfestigkeit
• Erhöhung der Lebensdauer
• Deutliche Reduzierung der Ausfallraten
• Verringerung der Verlustleistung
• Starke Reduzierung der Eigeninduktivität und des Serienwiderstandes
• Exakte Herstellungstoleranzen
• 7400 µF/600 VDC bis 380 µF/3000 VDC
[email protected]
www.hy-line.de/power
33
DC/DC Wandler mit
hoher Isolationsfestigkeit
Insbesondere zur Versorgung von Treiberschaltungen für IGBTs mit hoher Sperrspannung ist die Isolationsfestigkeit des
DC/DC Wandlers von großer Bedeutung. Wir bieten hier verschiedene Wandler an, die diese Anforderungen erfüllen.
1 W DC/DC-Wandler mit 6 kV Isolation
Die P1C Serie ist eine kostengünstige DC/DC-Wandler Familie für Anwendungen mit
erhöhten Anforderungen an die Isolation, die mit Einzel- und Doppelausgang angeboten werden. Der 2,5 mm Isolationsabstand des verwendeten Zweikammerübertragers
gewährleistet eine sichere Trennung bis 6 kVdc für 60 s und eine geringe Koppelkapazität von 10 pF.
Eingangsspannungen: 5 V, 9 V, 12 V, 15 V, 24 V
Ausgangsspannungen: 3,3 V, 5 V, 9 V, 12 V, 15 V,
±3,3 V, ±5 V, ±9 V, ±12 V und ±15 V dauerkurzschlussfest
Die errechnete Zuverlässigkeit ist mit einer MTBF von 2,3 Millionen Stunden spezifiziert.
Das SIL7 Gehäuse hat die Abmessungen 19,5 x 12,5 x 9,8 mm.
3 W und 5 W DC/DC-Wandler
mit bis zu 18 kV Isolation
Die Familie ISO3116I sind einkanalige DC/DC-Wandler, welche zur Versorgung
von 4,5 kV und 6,5 kV IGBT-Treibern geeignet sind. Sie ergänzen die SCALE Plug&Play Treiber 1SD210F2 und 1SD312F2.
Die Ausgangsleistung von 3 W ermöglicht Taktfrequenzen bis zu 5 kHz mit 6,5 kV/600 A IGBTs.
Die ISO3116I DC/DC-Wandler Serie wird für unterschiedliche Isolationsspannungen
angeboten. Damit wird die gesamte Bandbreite von 4,5 kV und 6,5 kV
IGBT-Anwendungen von 2-Level bis Multilevel-Topologien abgedeckt.
Herausragende Merkmale der ISO3116I DC/DC-Wandler Serie sind:
• Grosse Kriechstrecke von 63 mm
• Extrem kleine Koppelkapazität (coupling capacitance) von 3 pF
• Kein Einsatz von Elkos
• Extrem zuverlässige Schaltungstechnik in einem robusten
Gehäuse für einfache und rüttelfeste Befestigung.
Mit der ISO5125I – Familie bietet Concept zusätzlich einen 5 W DC/DC Wandler mit vergleichbaren Eigenschaften an, der den SCALE 2 Plug&Play Treiber
1SP0335 ergänzt. Die Wandler von Concept sind auch unabhängig vom Treiber eingesetzbar, wenn hohe Isolationsspannungen benötigt werden.
34
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
00
25 bis 6
Watt
DC / DC Wandlermodule für
harte Umgebungsbedingungen
• Module zum Einlöten oder
zur Montage auf Sockel
• Resonanzwandler-Topologie
mit ZCS/ZVS-Technik
• Über 15.000 verschiedene Module
• Flexibilität durch Standardgehäuse
• Zertifizierung nach gängigen
Richtlinien: TÜV, CE, CSA, RU
• Isolation bis 3kV (sichere Netztrennung)
Besonders bei rauhen Umgebungsbedingungen wie zum Beispiel in regenerativen Energiesystemen (Wind, Solar etc.)
spielen die vergossenen Module von Vicor Ihre guten Eigenschaften aus. Über 15.000 verschiedene Kombinationen von
Eingangs-, Ausgangsspannung, Leistung und Temperatur bieten dem Anwender eine hohe Flexibilität. Somit lassen sich
zum Beispiel die im System angebotenen Versorgungsspannungen leicht auf die Eingangsspannung der eigenen Treiberplatine anpassen. VICOR-Module tragen alle wesentlichen nationalen und internationalen Prüfzeichen. Somit reduziert
sich der Entwicklungsaufwand auf das Design einer Verbindungsplatine und deren mechanische Einbindung. Damit
werden insbesondere bei kleinen und mittleren Serien Kostenvorteile für das Gesamtkonzept erreicht und die Zeit bis zur
Markteinführung erheblich verkürzt.
Typen-Serie
Ausgangsleistung Pout (W)
25 W, 50 W,
75 W, 100 W
VE-J00
VE-200
50 W, 75 W,
100 W, 150 W,
200 W
Eingangsspannung
Vin
10 - 20 V … 200 - 400 V
(12 versch. Bereiche)
10 - 20 V … 200 - 400 V
(12 versch. Bereiche)
50 W, 75 W,
100 W, 150 W
Micro
100 W, 150 W,
200 W, 250 W,
300 W
Mini
150 W, 200 W,
250 W, 300 W,
400 W, 500 W,
600 W
24V (18-36)
28V (9-36)
48V (36-75)
72V (43-110)
110V (66-154)
150V (100-200)
300V (180-375)
375V (250-425)
Ausgangsspannung
Vout
Trimmbereich
(%)
Abmessungen
L x B x H (mm)
Temperaturbereich
Toper (ºC)
Single output
min. 2 V, max. 95 V
(22 versch. Spannungen)
50 - 110
57,9 x 61 x 12,7
-10 - +100ºC ... -55 - +100ºC
(4 versch. Bereiche)
Single output
min. 2 V, max. 95 V
(22 versch. Spannungen)
50 - 110
116,8 x 61 x 12,7
-10 - +85ºC ... -55 - +85ºC
(4 versch. Bereiche)
Single output
min. 2 V, max. 48 V
(11 versch. Spannungen)
10 - 110
57,9 x 36,8 x 12,7
-10 - +100ºC ... -55 - +100ºC
(4 versch. Bereiche)
Single output
min. 2 V, max. 48 V
(11 versch. Spannungen)
10 - 110
57,9 x 56 x 12,7
-10 - +100ºC ... -55 - +100ºC
(4 versch. Bereiche)
Single output
min. 2 V, max. 54 V
(12 versch. Spannungen)
10 - 110
117 x 56 x 12,7
-10 - +100ºC ... -55 - +100ºC
(4 versch. Bereiche)
Maxi
[email protected]
www.hy-line.de/power
35
IsoLoop
Interface-Bausteine für
verschiedene Bussysteme
®
The Opto Alternative
Nahezu jede Motor- und Frequenzumrichter-Steuerung verfügt über Schnittstellen zu Feldbussystemen. Besonders
bei Anwendungen der Leistungselektronik ist es nicht nur wichtig, das System vor Transienten aus dem Netzwerk zu
schützen, sondern auch das Netzwerk effektiv und zuverlässig von Störungen aus dem Leistungsteil zu isolieren.
Giant Magneto-Resistive (GMR)-Koppler bieten Isolationsspannungen von bis zu 2,5 kVRMS für mind. 1 Minute und
schützen vor Transienten von 20 kV / µs. Mit diesen Daten bleibt Ihre Anwendungen vor unerwarteten Störungen sicher.
IsoLoop PROFIBUS Koppler
mit integriertem Treiber
NVE bietet ein breites Produktspektrum zur Isolation von
RS-485-basierenden Feldbussen an. Der IL3685 ist ein
galvanisch getrennter 40-MBit/s-HochgeschwindigkeitsDifferential-Bus-Transceiver, der für die bidirektionale
Datenkommunikation auf symmetrischen Übertragungsleitungen entwickelt wurde. Der Baustein ist voll
Profibus-kompatibel. Die Empfängereingänge besitzen
eine „failsafe if open“ Absicherung, die einen logisch
aktiven Reset-Ausgang sicherstellt, wenn A/B offen
sind.
Die Ausführungen in 0,3“ und 0,15“ SO16-Gehäusen
erleichtern die Integration in Anwendungen mit beschränktem Baumaß.
• Galvanisch getrennt
• 40 MBit/s
• Profibus-konform
• Betrieb an 3,3 V- und 5 V- Logik
• Integrierte Strombegrenzung
• Thermische Abschaltung
• „failsafe if open“-Absicherung
Galvanisch getrennte Ethernet-Schnittstelle mit integriertem Web-Server
Die Kombination von isoliertem High Speed SPI - Interface und dem 8-Bit Controller PIC18F67J60 von
Microchip Technology mit integrierter EthernetPeripherie bringt Ihre Steuerung schnell und sicher an
Ethernet - basierende Feldbusse. Die Verwendung eines
programmierbaren Controllers als Interface-Einheit
eröffnet die Freiheit der Wahl des Kommunikationsprotokolls.
Über die Nutzung des kostenlosen TCP / IP-Stacks können über die Schnittstelle Kommunikationsgeschwindigkeiten bis zu10 MBit / s erreicht und selbst komplexe
Funktionen wie z.B. Webserver als Fernwartungs- und
Konfigurationsinterface realisiert werden.
36
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
CAN-Bus: IL41050
CAN- (Controller Area Network)-Transceiver
benötigen besonders im rauen industriellem
Umfeld von CANopen- oder DeviceNet-Automatisierungsnetzwerken eine galvanische
Trennung, um Probleme durch Transienten, Streuspannungen und Schleifenströme zu vermeiden.
Der IL41050 vereint Koppler und Transceiver in einem
einzigen Chip und ermöglicht so die einfache Integration galvanisch getrennter CAN-Schnittstellen gemäß
ISO 11898 für CAN2.0 A- und B-Netzwerke in beliebige
3,3 V- und 5 V- Logikschaltkreise.
Die patentierte Spintronic-GMR-Technik von NVE
bietet bei dieser Kombination den enormen Vorteil der
• Galvanisch getrennte CAN-Schnittstellen
alterungsbeständigen und über den gesamten Tempe-
• 1 MBit/s
raturbereich extrem stabilen Flankenverzögerung von
• Isolation 4 kVpeak / 2,5 kVRMS für 1 Minute,
typisch 65 ns von Tx zur Busleitung. Hierdurch wird
800 VRMS über Jahrzehnte
sichergestellt, dass die empfindliche Arbitrierung auch
• Transientenfestigkeit bis 30 kV/s
bei Mehrfachsampling eines Bits bei 1 MBit/s und bei
• Umgebungstemperatur: -55...125°C
Umgebungstemperaturen von -55°C bis +125°C noch
• Kurzschlussschutz
zuverlässig funktioniert.
• Übertemperaturabschaltung
• Erkennen offener Busleitungen
Dabei ist die GMR-Technik sehr platzsparend:
Je nach benötigter Isolationsklasse steht für den
UL1577- und IEC 61010-2001 zugelassenen IL41050
entweder ein 300 mil wide oder ein 150 mil narrow
SO-Gehäuse mit je 8 mm oder 4 mm Kriechstrecke zur
Verfügung. Beim Transceiver setzt NVE auf die in vielen
Applikationen bewährte 1050-Architektur.
NVE IL40150 PICtail plus
Daughter Evaluation Board verfügbar
[email protected]
www.hy-line.de/power
37
Solar-Microinverter:
Intelligent, kompakt, ausfallsicher
Heutige Solaranlagen mit Anschlusswerten ab 3 bis 10 kW bestehen aus einem großen Panel und einem daran anschließenden Wechselrichter gleicher Leistungsklasse. Die Problematik: Bei Abschattungen eines Teils
des Panels bricht die Leistung massiv ein – ebenso bei einem Ausfall des hoch belasteten Wechselrichters,
dessen Leistungshalbleiter oft nur wenige Jahre durchhalten. Zudem entstehen auf den langen Leitungen
zum Wechselrichter hohe Verluste. Mit Microinvertern, die nur etwa 200 W umsetzen, kann jeder Teil des
Panels einzeln „angezapft“ werden – Abschattung verliert ihren Schrecken und auch der Ausfall eines
Wechselrichters führt nur zu geringen Leistungseinbußen. Er kann im laufenden Betrieb gewechselt werden
und ist langlebiger.
Ebenso nützlich sind Microinverter bei der Versorgung kleiner, autarker Einheiten. Allerdings benötigen sie eine intelligente Steuerlogik, um 10 bis 50 Einheiten verlustfrei und phasenrichtig zusammenzukoppeln. Diese muss angesichts
der Anzahl von Microinvertern zudem kostengünstig sein.
38
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Digitale Regler mit Microchip dsPICs arbeiten als
mehrphasige Sperrwandler effektiv, kostengünstig und
hochstabil. Sie erkennen mögliche Fehlersituationen
und verhindern so Beschädigungen der Anlage.
Die dsPIC33FJ GS Familie ist am leistungsfähigsten,
ohne deshalb unnötig komplex zu sein. Soll analog
geregelt werden, sind die PIC24F XLP die richtige Wahl.
Hinzu kommen Temperatursensoren, LDOs, effiziente
MOSFET-Treiber, sparsame Operationsverstärker…
Referenzdesigns stehen zur Verfügung. Microchip hat zudem einen Demo-Micro-Wechselrichter aufgebaut, dessen
Konstruktionsunterlagen und Bauteilelisten wir Ihnen zur Verfügung stellen können. Ebenso können wir Ihnen auf
Wunsch ein Muster persönlich vorführen.
Technische Daten des Microchip
Microinverter-Referenzdesigns
• Unterstützt Solarpanels bis 220 W
• Eingangsspannung 25 bis 45 V DC
• Sinusverzerrung/Oberwellen (THD) < 5%
Features
• Netzanalyse und -synchronisation
• Maximum Power Point Tracking (MPPT)
• Kurzschlussstrombegrenzung bei 10 A
• Stand-By-Verbrauch < 1W (Nachtabschaltung)
• Powerfaktor > 0,96
• Wirkungsgrad bis 95% (min. 80%)
AC Ausgang
• 90…140 V AC / 57 bis 63 Hz
• 180…264 V AC / 47 bis 53 Hz
• Auto-Sync
Wenn Sie eine flexible, modulare Solaranlage planen, dann sprechen Sie uns an. Wir zeigen Ihnen, wie Sie ein
modernes System aus Solar-Microinvertern entwickeln können.
[email protected]
www.hy-line.de/power
39
dsPIC-Funktion:
Motion Control PWM
Die zentrale Komponente einer jeden Antriebs- und Umrichteranwendung ist die Takterzeugung.
Als flexibelste Variante zur Erzeugung der Ansteuersignale für die Brückenschaltung hat sich der
Einsatz von Modulen für mehrphasige Puls-Weiten-Modulation (PWM) übergreifend etabliert.
Die Qualität des Ansteuersignals hängt entscheidend von der zeitlichen Auflösung des internen
Zählers und der Flexibilität der Einstellbarkeit der Phasen ab.
Primary Time Base
3-Phasen PWM-Modul
Der gestaffelte Aufbau des PWM-Generators teilt sich in die primäre
Zeitbasis des Frequenzgenerators und die separaten Sub-Zähler der drei
Ausgangsphasen zur Einstellung der einzelnen Tastverhältnisse. Diese
Flexibilität ermöglicht z.B. die Generierung hochauflösender Sinus-Signale
für synchrone und asynchrone Wechselstrommaschinen oder für die feldorientierte Kommutierung bürstenloser Gleichstrommotoren.
Die nachgelagerte Pin-Kontrolle generiert flexibel einstellbare positive
und negative Totzeiten zwischen High- und Low-Side Signal. Der direkte
Zugriff der Fehlerkontrolle (FAULT-Input) schaltet bei Überstrom, Unterspannung oder Übertemperatur die PWM-Ausgabe binnen weniger
Nanosekunden ab und schützt das gesamte System vor Schäden.
40
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Anwendungsbeispiel:
Frequenzumrichter mit PFC
Die Integration mehrerer PWM-Module mit getrennter zeitlicher Basis und separierten Feedback-Peripherien ermöglicht
die getrennte Ansteuerung von DC / DC-Wandler-Topologie und Frequenzumrichter-Schaltung durch eine einzige Instanz.
Diese Kombination reduziert nicht nur die erforderlichen Komponenten, sondern optimiert zudem die Qualität der Regelung
und bietet mehr Freiheit bei der Nachregelung der Betriebsspannung und steigert so die Effizienz des Gesamtsystems.
Das obenstehende, schematisierte Schaltbild einer 3-Phasen BLDC-Motorsteuerung zeigt die Aufteilung der einzelnen
Controller-Peripherien bei gleichzeitiger Regelung einer Boost PFC. Diese Topologie erlaubt eine stabilisierte Nachregelung
der AC-Eingangsspannung und gewährleistet so ein stabiles, gleichförmiges Motorverhalten über den gesamten Lastbereich beim Betrieb in allen AC-Netzen.
Die PFC-Ansteuerung im Continuous Conduction Mode mit Frequenzen von 125 kHz reduziert die Baugröße der benötigten Drossel
und steigert die Gesamteffizienz des Systems. Bei Bedarf kann die PFC auch durch weitere DC / DC-Topologien ersetzt werden.
[email protected]
www.hy-line.de/power
41
dsPIC-Funktion:
Erweiterte Peripherien
Echtzeitregelungen erfordern eine feine Abstimmung mehrerer zeitsynchroner Aufgaben. Der
entscheidende Vorteil beim Einsatz digitaler Signalcontroller mit applikationsoptimierter Peripherie
besteht vor allem in der Aufteilung zeitkritischer
Prozesse. Jeder Prozess wird von einem eigenständigen, spezialisierten Peripherie-Modul ohne
Beteiligung des Prozessorkerns behandelt. Die
Synchronisation der Einzelprozesse zur zeitdiskreten
Ausführung eines Regelschrittes erfolgt durch den
erweiterten Ereignismanager (Interrupt Controller).
Die interne Vernetzung von PWM-Generator, Kompara-
wesentlich dazu bei, den Core des Controllers zu entlasten,
toren, externen Schaltpegelüberwachungen und
da Berechnungsschritte immer nur dann ausgeführt wer-
A / D-Wandlern über den Interrupt-Controller ermöglicht
den, wenn von der jeweiligen Peripherie aktualisierte Daten
das Setzen automatisierter Trigger für jede Teilaufgabe.
zur Verfügung stehen. Der Interrupt-Controller erlaubt
So lassen sich z.B. Trigger setzen, die den A / D-Wandler
zudem die Verteilung mehrerer zeitgleicher Ereignisse auf
bei einem bestimmten Zählerstand des PWM-Generators
unterschiedliche Prioritätsniveaus (sog. Interrupt Nesting).
einer Phase starten. Auf diese Weise wird sichergestellt,
So wird wirksam vermieden, dass untergeordnete Ereignisse
dass Messwerte der Feedback-Signale im richtigen Mo-
die Ausführung zeitkritischer Regelprozesse verzögern oder
ment eingelesen und Fehlmessungen, z.B. während eines
gar unterdrücken können. Dieses Funktionsprinzip steigert
Schaltvorgangs, vermieden werden. Software-Trigger, die
die Performance des Gesamtsystems und reduziert gleich-
direkt von Peripheriemodulen ausgelöst werden, tragen
zeitig die erforderliche Rechenleistung des Prozessors.
42
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Anwendungsbeispiel:
Feldorientierte Kommutierung (FOC)
Bei Closed Loop-Regelungen zur Ansteuerungen von bürstenlosen Gleichstrommotoren (BLDC = Brushless DC)
und Wechselstrom-Induktionsmotoren (ACIM = AC Induction Motor) werden üblicherweise Sensoren eingesetzt, die die aktuelle Rotorposition an die Steuerung zurückgeben. Bei hochdynamischen Lasten oder hochauflösenden Präzisionsantrieben für Servo-Anwendungen werden häufig teure mechanische Zusatzkomponenten wie Resolver oder Encoder eingesetzt, um die Kommutierung des Motors zu verbessern.
Durch die Verwendung leistungsfähiger Regelalgorithmen können diese Komponenten deutlich vereinfacht
oder gar ganz vermieden werden. Als leistungsfähigste Kommutierungsvariante hat sich in den letzten Jahren
die magnetfeld-orientierte Kommutierung (FOC = Field Oriented Commutation) als flexible und leistungsstarke
Art der Ansteuerung etabliert.
Bei der feldorientierten Kommutierung wird die Stärke
quenz des PWM-Generators koordiniert werden. Zudem
des aktuell erzeugten Magnetfeldes vermessen und
ist diese Feedback-Verarbeitung am effizientesten, wenn
daraus die erforderliche Feldstärke des bevorstehenden
der Motor sinusförmig angesteuert wird, also alle drei
Kommutierungsschritts abgeleitet.
Phasen parallel mit unterschiedlichen Tastverhältnissen
angesteuert werden.
Die für die Berechnung erforderlichen Daten werden aus
Strom- und Spannungswerten der Gegeninduktion der
Die über den Interrupt-Controller automatisierte Vernet-
Motorspulen (= Back-EMF) bezogen und mathematisch
zung von PWM-Generator, A / D-Wandler und Prozessor-
in Rotorwinkel q und Winkelgeschwindigkeit w transfor-
kern bildet die ideale Voraussetzung für die zeitdiskrete
miert. Die Vermessung dieser Größen ist nicht zu jedem
Synchronisation und Abarbeitung der einzelnen Prozesse
Zeitpunkt möglich und muss daher mit der Schaltfre-
dieses komplexen Regelsystems.
[email protected]
www.hy-line.de/power
43
dsPIC-Funktion:
Positions-Feedback
Die Erstellung, Regelung und Überwachung mechanischer
unterschiedliche Feedback-Komponenten erforderlich.
Systeme mit elektrischen Antrieben stellen besondere
Die MC-Typen der digitalen Signalcontroller der dsPIC-
Anforderungen an die Regelschleife. In komplexen
Familien bieten zahlreiche Schnittstellen und Peripherie-
Präzisionsantrieben wird daher die Unterstützung von
funktionen für die Anbindung aller gängigen Kompo-
verschiedenen, parallel arbeitenden Subsystemen für
nenten für das Positions-Feedback.
Quadratur Encoder Interface (QEI) mit
programmierbarer Rauschunterdrückung
Das Quadratur Encoder Interface (QEI) der MC-Typen der dsPIC30F- und dsPIC33F-Familien ist als ein- oder
mehrkanaliges, eigenständiges Peripheriesystem ausgelegt. Es dient der einfachen Anbindung von EncoderSignalen, wie sie üblicherweise von optischen Encodern oder Inkrementalgebern ausgegeben werden.
Die Empfindlichkeit des vorgeschalteten digitalen Filters kann mit einer Auflösung von 16 Bit frei eingestellt
werden, um auftretende Peaks in störungsbehafteten Umgebungen zu beseitigen und so die Genauigkeit
zu erhöhen und eventuelle Fehler im Zählerlauf zu vermeiden.
Eigenschaften:
• 16 Bit Positionszähler
• Zähler-Auflösung im
2-fach und 4-fach Modus
• Reset durch Überlauf oder Index-Puls
• Rauschfilter, einstellbar mit 16 Bit Auflösung
• Richtungs-Flag Bit
• Messung der Winkelgeschwindigkeit
mit 16 Bit Auflösung
• Interrupt bei Zähler und Reset-Ereignis
Die standardisierte Signalfolge besteht aus den drei Einzelsignalen PHASE A, PHASE B und INDEX. Phase A
und B geben während einer Umdrehung eine Pulsfolge in festem zeitlichem Verhältnis aus. Die Index-Leitung
signalisiert das Erreichen einer Vollumdrehung mit einem einzelnen Puls.
Aus diesen drei Signalen ergibt sich pro Positionsschritt ein festes binäres Muster, an dem sich die Drehrichtung ablesen lässt. Die Zeitdauer zwischen Änderungen dieses Bitmusters liefert ein Maß für die aktuelle Winkelgeschwindigkeit. Der Einzelimpuls der Index-Leitung ermöglicht die Hochrechnung auf die Gesamtauflösung des Systems
und kann somit für eine dynamische, systemunabhängige Erkennung der Drehzahl des Systems genutzt werden.
44
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Anwendungsbeispiel:
Mehrfach gestützter Servo-Antrieb
Multi-Feedback Interface
Beim Aufbau einer geschlossenen Regelschleife eines
daher mehrere parallele Positionsmesssysteme wie Hall-
mechanischen Systems müssen teilweise mehrere Systeme
Sensoren, Encoder und einen zusätzlichen Resolver an. Die
verwendet werden, um die verschiedenen Ebenen der
Controller-Plattform muss daher in der Lage sein, alle Feed-
Regelung abzudecken. Viele Motoren und Systeme bieten
back-Informationen parallel und eigenständig einzulesen.
3-Phasen
Leistungsanschluss
Anschlüsse für
Hall-Sensoren und
Inkrementalgeber
optional
ResolverAnschluss
Phase A
Phase B
Index
Signal R
Fehler-Abschaltung
Strombegrenzung
Kick-Back-Schutz
Hall A
Hall B
Hall C
Phase A
Phase B
Phase C
CAN
UART
SPI
I 2C
Treiber Leistungsstufe
In Servo-Anwendungen wird, vor allem bei geringen Winkeländerungen, eine besonders hohe Auflösung
benötigt, um die Positionsgenauigkeit der Achse zu gewährleisten. Die Verwendung verschiedener Positionssensoren ermöglicht durch permanenten Gegenabgleich einen deutlich verbesserten Fehlerabgleich.
Für die Erkennung des elektrischen Winkels für die Kommutierung des Motors können zusätzlich integrierte
Hall-Sensoren verwendet werden, um die PWM-Steuerung zu vereinfachen. Die autarke Funktion der Peripherien für die Anbindung von Resolver und Encoder erhöht die Zuverlässigkeit des Systems und entlastet
nachhaltig den Prozessorkern, dessen Kapazität somit voll für die Echtzeitregelung verwendet werden kann.
[email protected]
www.hy-line.de/power
45
Entwicklungsplatinen
Explorer 16
Development Board
Das Explorer 16 Development Board ist
die zentrale Entwicklungsplattform für alle
16- und 32-Bit Controller von Microchip TechCO
HY-LI
NE
PO
W
ER
wer
e/po
e.d
-lin
.hy
ww
:w
03-20
14 5
9) 6
9 (8
+4
X:
FA
• E-MAIL: powe
r@h
y-li
ne
.de
•
W
EB
karten für verschiedenste Anwendungsbeispiele – vom
TEL.:
+49
(89
) 61
4 5
03
-1
0
Prozessormodule, sowie einen Steckplatz für Zusatz-
820
08
UN
TE
RH
A
DevTools
NY
MA
ER
•G
entwicklung einen Stecksockel für verschiedenste
ammerstr. 1
Inselk
0•
G
IN
CH
integrierten Peripherien für die Anwendungs-
H•
mb
SG
NT
NE
PO
M
•
nology. Das Board bietet neben vielen
CAN-Interface bis hin zur kompletten Motorsteuerung.
dsPICDEM MC LV Development Board
Dieses Board ist als universelle Entwicklungsplattform für
1- bis 3 - Phasen-Antriebe konzipiert. Die diskret aufge-
Entwicklungsunterstützung
baute Leistungsstufe unterstützt Dauerleistungen bis zu
Das dsPICDEM MC LV Board ist zentrale Plattform eines umfangreichen Workshops sowie
zahlreicher Code-Beispiele und Applikationsnotizen zu verschiedenen Motortypen und
Kommutierungsvarianten. Zu allen Motion
Control-Applikationsnotizen stehen Quelltexte für unterschiedliche Controller-Varianten zur Verfügung.
250 W. Die gesamte Steuerung wird durch eine gemeinsame Betriebsspannung versorgt. Rund um das Board
stehen zahlreiche Kommunikationsschnittstellen für CAN,
LIN, RS 232 und USB zur Verfügung, die in die Applikation
mit eingebunden werden können.
Mit dem dsPICDEM MC HV stellt Microchip jetzt zusätzlich ein Board zur Verfügung, das mit 400V Zwischenkreis
betrieben werden kann.Diese HV Variante ergänzt das
bisherige Demo Board für Anwendungen bis 2kVA.
Zubehör:
Zu dieser Entwicklungsplattform stehen alle
für eine Entwicklung notwendigen Zubehörteile zur Verfügung.
• Stecksockelmodule aller dsPIC33F MC-Typen
von 28 bis 100 Pins
• Bürstenloser 3-Phasen Motor, 24 V / 4 A,
• Mit integrierten Hall-Sensoren und Encoder
• Anschlussleitungen
46
Infoline: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Simulationssoftware &
Programmierhilfen
Während einer Entwicklung kann durch Softwarehilfen viel Zeit und Geld eingespart werden.
Wir bieten für die Programmierung der Mikrocontroller verschiedene Werkzeuge und Bibliotheken an,
die Ihnen die Erstellung Ihrer Steuerungs-Programme erleichtern. Für die Leistungselektronik in den
Treiberkomponenten stehen umfangreiche Simulationsprogramme zur Verfügung, die Sie bei der
Auswahl der richtigen Komponenten und der sicheren Auslegung Ihres Gesamtgerätes unterstützen.
Modulare Entwicklungsumgebung MPLAB IDE
mit vielen Tools für verschiedene Applikationen
Die Microchip Entwicklungsumgebung MPLAB IDE vereint bewährte Editor-, Debugger- und Build-Funktionen, sowie zahlreiche Tools für alle 8- und 16-Bit Mikro- und Signalcontroller von Microchip. Zusätzlich steht ein breites Angebot an Hardware-Treibern für verschiedene Komponenten und vollständige Bibliotheken für verschiedene Anwendungen zur Verfügung.
Detaillierter Projekt-Manager verwaltet
mehrere Projekte und Dateitypen.
Einstellungen aller Register der Hardware-Peripherie immer im Überblick.
Farbiger Editor mit vielen bewährten
Funktionen, wie z.B. Code Folding, Syntax
Highlight, Tabbed Browsing, Zeilennummern, Anzeige von Breakpoints, u.v.m.
Vollständig einstellbare Übersichtsfenster
zur Überwachung des laufenden Programms
Permanente Variablen- und Wert-Überwachung während des Debuggings
Ausführliche Compiler-Meldungen,
Warnungen und Fehlerbeschreibungen
• Windows® XP, 2000, Windows NT®
• ANSI C und Assembler unterstützt
• Leistungsstarker, farbiger Editor
• Intelligentes Projektmanagement
• Flexible Benutzeroberfläche
• Integrierte Versionsüberwachung
• Volle Integration von Debuggern und Programmiergeräten
Werkzeuge für viele Aufgaben und Anwendungen
• Design-Werkzeuge für digitale Filter
• Entwicklung von DSC-Algorithmen
• Graphische MCU/DSC-Konfiguration
• MCU/DSC-Simulation
• Mathematische Bibliotheken
• Graphische Einstellung von Motor-Steuerungsparametern
[email protected]
www.hy-line.de/power
47
Weitere Produkte für Ihre Anwendung
Für die Peripherie Ihrer Leistungselektronik
finden Sie bei uns weitere Schwerpunkte. Wir senden Ihnen gerne auf Anfrage die entsprechenden Informationen zu.
Vom IC bis zur einsatzfertigen Stromversorgung
unterstützen wir Sie mit Bauteilen, um Ihre Anwendung mit der richtigen Spannung zu versorgen.
Verteilte Stromversorgungssysteme
mit Point-of-Load-Reglern werden immer beliebter.
Was hier mittlerweile alles möglich ist zeigt Ihnen
unsere E-Broschüre 48 V DC: Bus-Spannungsversorgungen
www.hy-line.de/48V-Bus/
Wir beraten Sie auch gerne bei der Auswahl der passiven
Komponenten. Im Bereich der Induktivitäten bieten wir
vom Übertrager über die Speicherdrossel bis zum Filter die
gesamte Palette an.
HY-LINE POWER COMPONENTS GmbH
Hauptsitz München
Inselkammerstraße 10
82008 Unterhaching
Tel.: 089 / 614 503 - 10
Fax: 089 / 614 503 - 20
Vertriebsbüro Nürnburg
Käthe-Kollwitz-Str. 14
91154 Roth
Tel.: 0 91 71 / 98 93 10
www.hy-line.de/power
Vertriebsbüro Frankfurt
Am Zellerbruch 37
63533 Mainhausen
Tel.: 0 61 82 / 89 82 33
Vertriebsbüro Dortmund Oistinger Feld 5
59510 Lippetal-Oestinghausen
Tel.: 0 29 23 / 65 21 23
Vertriebsbüro Hannover Barbarastraße 9
30890 Barsinghausen
Tel.: 0 89 /614 503- 538
Vertrieb Österreich
Inselkammerstraße 10
82008 Unterhaching
Tel.: +49 89 / 614 503 - 10
[email protected]
artpool.de / A10448 / 04-2011 / 26000
Vertriebsbüro Stuttgart
Lindenstraße 66
73061 Ebersbach
Tel.: 0 71 63 / 53 13 70