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Leistungselektronik
Relais-Treiber für Smart Meter
Lasten im Stromnetz effizient und sicher ein- und ausschalten
Bild: Fairchild Semiconductor
Speziell für die Anforderungen im Bereich
Smart Meter hat Fairchild Semiconductor
die Familie der intelligenten Zweifach-Relais-Treiber
FAN324x entwickelt. Smart
Meter müssen Lasten im Stromnetz ferngesteuert
ein- und ausschalten können, um
ein besseres Systemmanagement während
Zeiten mit hohem Verbrauch oder bei Engpässen
in der Energieversorgung zu er-
Die Familie der Zweifach-Relais-Treiber FAN324x
wurden speziell für den Bereich Smart Meter
entwickelt.
Der integrierte Hochstrom-POL-(Pointof-Load)
Spannungsregler IR3847 von International
Rectifier erhöht den Nennstrom
von IR´s dritter Generation der SupIR-
Buck-Familie in einem kompakten 5 x 6
mm 2 -Gehäuse auf bis zu 25 A. Aufgrund
eines thermisch verbesserten Gehäuses,
das einen Kupfer-Clip sowie mehrere proprietäre
Innovationen im Controller einmöglichen.
Die Funktion muss unempfindlich
gegenüber Störungen aus der Umgebung
des Smart Meters sein, da es direkt
mit dem Stromnetz verbunden und von
einem Mikrocontroller gesteuert wird. Die
besten Lösungen verfügen über einen integrierten
Service-Disconnect-Schalter mit
einem genauem Eingangsfilter-Timing,
XOR-Eingangsschutz, einer maximalen
Ausgangspulsbreite zum Schutz des Relais
und einer Konfigurierbarkeit, um dem
Eingang zu folgen oder eine vordefinierte
maximale Pulsbreite zu gewährleisten.
Speziell für diese Anforderungen hat
Fairchild Semiconductor die Familie der intelligenten
Zweifach-Relais-Treiber
FAN324x entwickelt. Durch hohe DC-Ausgangsströme
für ein sicheres Öffnen und
Schließen der Relaiskontakte und einen
weiten Betriebsspannungsbereich zeichnen
sich die Produkte aus, so dass Relais mit verschiedenen
Spannungswerten genutzt werden
können. Zudem integrieren die Bauteile
einen linearen Regler für eine einzelne ungeregelte
Versorgungsspannung, der sowohl
für isolierte als auch nicht-isolierte Designs
geeignet ist. Der Arbeitsbereich erstreckt
sich von 8 bis 60 V für Relais mit 12, 24 oder
48 V Nennspannung. Der hohe DC-Strom
ermöglicht es, auch klebende Kontakte ohne
externe Schalter öffnen zu können. Genaue
Eingangsfilterzeit und XOR-Eingangsschutz
sowie genaue maximale Ausgangspulsbreite
sind weitere Eigenschaften. Der Ausgang
kann der Signalbreite am Eingang folgen
oder gewährleistet einen maximalen Grenzwert.
Gegeben ist weiterhin der Schutz
durch interne thermische Abschaltung. Die
Eingänge sind kompatibel zu Rechteck-Logiksignalen
mit 3,3 oder 5 V. Die Relaistreiber
mit integrierten Schaltern und einer auf
Wafer-Ebene anpassbaren Regelung sind in
einem 8-poligen SOIC-Gehäuse verfügbar.
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Hochstrom-POL-Spannungsregler
Reduziert die Leiterplattengöße um bis zu 70 Prozent
Bild: International Rectifier
Der Hochstrom-Spannungsregler IR3847 senkt
die Leiterplattengröße drastisch um bis zu 70
Prozent und vereinfacht Designs.
setzt, kann der Spannungsregler bei 25 A
ohne Kühlkörper arbeiten. Außerdem reduziert
er die Leiterplattengröße im Vergleich
zu alternativen integrierten Lösungen
um 20 Prozent, und verglichen mit
diskreten Lösungen, die einen Controller
sowie Leistungs-MOSFETs verwenden, sogar
um 70 Prozent. So kann eine vollständige
25 A-Stromversorgungslösung auf einer
Fläche von 168 mm² implementiert
werden.
In dem Baustein sind die Leistungs-
MOSFETs der letzten Generation integriert,
zusammen mit einem SupIRBuck-
Controller der dritten Generation. Dieser
enthält einen auch nach dem Gehäuseeinbau
möglichen hochgenauen Totzeitabgleich
zur Optimierung der Verluste sowie
einen internen intelligenten LDO-Regler
zur Optimierung des Wirkungsgrads über
den gesamten Lastbereich hinweg. Eine
echte Differenz-Fernmessung ermöglicht
in Verbindung mit einer Referenzspannungsungenauigkeit
von 0,5 Prozent im
Temperaturbereich 25 bis 105 °C sowie mit
einer Eingangs-Vorwärtskopplung und einem
sehr niedrigen Jitter eine Gesamtgenauigkeit
der Ausgangsspannung von
über 97 Prozent über Leitung, Last und
Temperatur, wie sie von Hochleistungs-
Kommunikations- und Computersystemen
benötigt wird.
Als Teil dieser Familie mit nur einer Eingangsspannung
(5 bis 21 V) ist der IR3847
durch ein proprietäres Modulatorsystem
gekennzeichnet, das den Jitter im Vergleich
zu Standardlösungen um 90 Prozent reduziert.
Dadurch wird zum einen die Restwelligkeit
(Ripple) der Ausgangsspannung
um ungefähr 30 Prozent verringert, und
andererseits wird ein Betrieb mit höherer
Frequenz/höherer Bandbreite möglich, der
zu kleineren Abmessungen, einem besseren
Einschwingverhalten und einer geringeren
Zahl von Ausgangskondensatoren
führt. (ah)
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44 elektronik industrie 05/2013
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