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Abrundung der Einschaltflanke durch Beeinflussung des Ladestroms mittels Belastung der Ladequelle

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017300D
Original Publication Date: 2000-Jul-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-25
Document File: 6 page(s) / 59K

Publishing Venue

Siemens

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Axel Christoph: AUTHOR

Abstract

Durch das Schalten von Lasten entstehen EMV-Stömungen auf den Leitungen. Vor allem beim immer häufiger geforderten PWM-Betrieb sind diese Störungen ständig vorhanden. Hauptursache dieser Störungen sind harte Übergänge (großes d 2 U/dt 2 bzw d 2 I/dt 2 ). Durch ein Abrunden dieser „Ecken“ kann die EMV-Emission verbessert werden. Außerdem müssen in der Gateansteuerung starke Stromspitzen vermieden werden, da auch sie sich in der EMV-Störemission negativ auswirken.

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Energie

Abrundung der Einschaltflanke durch Beeinflussung des Ladestromsmittels Belastung der Ladequelle

Idee: Axel Christoph, A-Graz

Durch das Schalten von Lasten entstehen EMV-Stömungen auf den Leitungen. Vor allembeim immer häufiger geforderten PWM-Betrieb sind diese Störungen ständig vorhanden.Hauptursache dieser Störungen sind harte Übergänge (großes d 2 U/dt 2� bzw d 2 I/dt 2 ). Durchein Abrunden dieser „Ecken“ kann die EMV-Emission verbessert werden.

Außerdem müssen in der Gateansteuerung starke Stromspitzen vermieden werden, da auchsie sich in der EMV-Störemission negativ auswirken.

Bisher wird der Ladestrom meist selbst gesteuert oder geregelt. So kann zum Beispiel derLaststrom gemessen werden und davon abhängig der Ladestrom geregelt werden.Nachteilig ist der große Schaltungsaufwand und die Vielzahl von Bauelementen, die dazubenötigt werden.

Werden keine Maßnahmen getroffen, so wird der Strom relativ hart eingeschaltet, vor allemdurch die Zuleitungen kommt es dadurch zu Überschwingern, die die EMV-Störungbewirken.

Es ist meist üblich, das Gate einer Leistungsendstufe mit einem konstanten Stromeinzuschalten. Kann der Ladestrom dann beim Öffnen der Leistungsendstufe (also in derUmgebung seiner Einsatzspannung) verringert werden, so wird der Stromanstieg zu Beginnnicht so steil sein und die Flanke wird abgerundet. Wenn aber keine direkte Veränderungdes Ladestroms möglich ist, so kann das folgende Prinzip Anwendung finden:

Die Idee ist es, hiebei der Last einen zusätzlichen Pfad parallel zu schalten, der dieLadequelle zusätzlich belastet und somit den effektiven Ladestrom verringert. Es wird alsonicht der Ladestrom selbst geregelt sondern zusätzlich belastet.

Siemens Technik Report

Jahrgang 3� Nr. 8� Juli 2000

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Das übliche Prinzip der Gateansteuerung zeigt die Abbildung 1:

SCHALTER

EIN

DRAIN

R I

R LADE

LTR

AUS

SCHALTER

R I

SOURCE

Abbildung 1

Das Gate des Leistungstransitors LTR wird entweder über einen EIN-Schalter an eineVersorgungsspannung gezogen (der LTR ist eingeschaltet) oder über den AUS-Schalter andas Source (der LTR ist ausgeschaltet). Manche AUS-Schalter ziehen das GATE aufMasse.

Der transiente Übergang beim Ein- und Ausschalten wird von den Innenwiderständen derSchalter und R LADE� bestimmt; sie bestimmen den Lade- und Entladestrom auf das Gate undmit der Gatekapazität des LTR slewrate und Ein- bzw. Ausschaltzeit.

Durch ein Überlappen von EIN und AUS kann es weiters zu Querströmen kommen, die sichin der EMV-Störemission deutlich bemerkbar machen. Eine derartige Überlappung kannnicht immer verhindert werden. Vor allem der schnelle Anstieg des Querstromes mußverhindert werden (slewrate des Querstromes).

Das Prinzip der slewrate-abhängigen Belastung einer Quelle wird in der Abbildung 2dargestellt:

Kapazitiv wird an einem Schalter die slewrate seines Ausganges� net1� gemessen. Über diesekapazitive Kopplung werden Stromquellen angesteuert: I1 arbeitet direkt gegen d...