Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

344 19 Implementierung von Modulatoren
19.2 Integrierte Bausteine
Der allgemeinen Trend bei der Implementierung von Modulatoren geht in Richtung Modularisierung
und Integration. Es werden mehr und mehr spezielle Bausteine entwickelt
und eingesetzt, welche die gesamte Funktion von Modulatoren oder zumindest Teile davon
erfüllen. Neben der Verringerung des Schaltungsaufwandes wird dadurch die Zuverlässigkeit
und die Störfestigkeit der Schaltungen entscheidend erhöht. Die folgende Übersicht
über verschiedene Bausteinkategorien enthält ganz bewusst keine Beispiele. Die rasche
Entwicklung auf diesem Gebiet bewirkt einen schnellen Wechsel im Angebot.
Die überwiegende Zahl von Bausteinen unterstützt spannnungssteuernde Verfahren,
insbesondere Trägerverfahren bzw. Drehzeigermodulationen. Der Grund dafür ist die
grosse Verbreitung dieser Verfahren, welche eine Produktion in grosser Stückzahl ermöglicht.
Die Bausteine lassen sich grob in die folgenden Kategorien einteilen:
- Analoge PWM-Bausteine (mit Trägerverfahren) existieren seit langem in grosser Zahl.
Ihr Anwendungsgebiet liegt in erster Linie bei Schaltnetzteilen. In Umrichtern finden
sie höchstens Anwendung, wenn die ganze Regelung analog realisiert ist. In einzelnen
Fällen ist die PWM-Funktion direkt auf speziellen Ansteuerbausteinen für Leistungshalbleiter
oder Brückenzweigen integriert.
- ASICs (Application Specific Integrated Circuits) sind in der Regel Peripheriebausteine
für Mikroprozessoren, die für spezifische Aufgaben ausgelegt sind. Ein Modulator oder
Teilfunktionen davon stellen derartige Blöcke dar. Die Realisierung als ASIC stellt in
Anbetracht der heute zumeist digitalen Regelungen den eindeutigen Trend der Entwicklung
dar. Die Bausteine sind so ausgelegt, dass sie sich über die externe Beschaltung
oder durch eine spezifische Programmierung auf bestimmte Anwendungen anpassen
lassen. ASICs können in analoger und digitaler Schaltungstechnik ausgeführt sein, sowie
auch ein Rechenwerk umfassen. Es sind deshalb im Prinzip alle in Kapitel 19.1 vorgestellten
Schaltungen als ASIC realisierbar.
- Microcontroller eignen sich ausgezeichnet für die Realisierung von rechnerbasierten
Modulatoren nach Kapitel 19.1.4. Sie haben neben dem eigentlichen Rechenwerk auch
die benötigte Peripherie, d.h. Speicher, Timer, Schnittstellen etc. auf dem Baustein mitintegriert.
Es existieren auch Microcontroller mit einer Ausgabeeinheit gemäss Bild
19.5.
- Für Anwendungen mit hohen Stückzahlen, bzw. für universell einsetzbare Steuer- und
Regelsysteme werden vereinzelt auch integrierte Steuer- und Regelbausteine (‘One-
Chip-Controller’) angeboten. Sie basieren auf einem Mikroprozessorsystem mit einem
oder zwei Prozessoren sowie der notwendigen Peripherie und übernehmen die Regelung
des Stromrichters sowie die Modulation.