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1

Agenda

- Einführung in Tätigkeitsbereich

- Netzteile: Sperrwandler, Step-up, Inverter, Step-Down

- A-Isometer: IZ427, LIM2010 mit Messverfahren

- Erdschlusssuchsystem:PGH-Schaltung, EDS-Messverfahren

- Ausblick

Präsentation von Oliver Schäfer, T-NI2

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Eckdaten der Netzteile zur Spannungsversorgung der Bender-Geräte:

- Leistungsklassen: XM420: 3W, XM460: 6W, IRDH575: 10W- Technik: Sperrwandler mit 4kV Isolationsspannung- Eingangsspannungsbereiche: U1 = 9,6…72V AC/DC

U2 = 70…300V AC/DC- Schaltregler: TOP-Switch von Power Integration für U2

UCC28C42 von Texas Instruments für U1- Ausgangspannungen: +/-12V, +/-5V, 3.3V- Step-up, Step-down und Inverter für int. Spannungen- Diverse Sonderlösungen

Präsentation von Oliver Schäfer, T-NI2

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Grundlagen Step-Down-Wandler:

Ua=(t1/T) Ue

z.B.: Ue=12V, f=250kHz, Ua =5V, Ia=1A

1.Phase:T1 ist zu, Strom fließt in InduktivitätIL steigt an, Ue = U1Energie wird in L gespeichert

2.Phase:T1 offen, Strom fließt aus LIL fällt ab, U1 = -0,7V Energie wird an C abgeben

Präsentation von Oliver Schäfer, T-NI2

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Grundlagen Step-Up-Wandler:

Ua=Ue *T /(T-t1) IL= (1/L)*Ue*t1 = (1/L)*(Ua-Ue)*(T-t1)

z.B.: Ue=12V, f=250kHz, Ua=50V, Ia=10mA

1.Phase:

T1 ist zu, Strom fließt in Induktivität

IL steigt an, Ue = UL

Energie wird in L gespeichert

2.Phase:

T1 offen, Strom fließt aus L über Diode an C

IL fällt ab, Ua = Uds

Energie wird an C abgeben

Präsentation von Oliver Schäfer, T-NI2

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5

Grundlagen invertierender Wandler:

Ua=Ue*t1/ (T-t1) IL = (1/L)*Ue*t1 =(1/L)*Ua*(T-t1)

z.B.: Ue=12V, f=250kHz, Ua =-50V, Ia=10mA

1.Phase:T1 ist zu, Strom fließt in InduktivitätIL steigt an, Diode sperrt, Ue = UL

Energie wird in L gespeichert

2.Phase:T1 offen, Strom fließt aus L über Diode an CIL fällt ab Energie wird an C abgeben

Präsentation von Oliver Schäfer, T-NI2

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Grundlagen Sperrwandler:

Ua=Ue *T /(T-t1)*N1/N2

z.B.: Ue=350V, f=130kHz, Ua=12V, Ia=0.5A

1.Phase:T1 ist zu, Strom fließt auf Primärseite in LIL1 steigt an, Diode sperrt, Ue = UL

Energie wird im Übertrager gespeichert

2.Phase:T1 offen, Strom fließt auf Sekundärseite desÜbertagers über Diode an CIL2 fällt ab, Ua = UdsEnergie wird auf Sekundärseite an C abgeben

Präsentation von Oliver Schäfer, T-NI2

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Sperrwandler-Schaltung des Netzteiles im IZ427

SchaltreglerTNY264

Übertrager

Eingangsfiltermit Schutzbeschaltung

Regelung

Flanken-bedämpfung

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Step-up und Charge-pump-Schaltung im LIM2010

Step-up

Charge-pump

Regelung

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9

A-Isometer: IZ427, LIM2010 und IR155

Neues Messverfahren um Impedanz des Netzes zu messen

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10

Typische Applikation des LIM2010

ZF

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11

Blockschaltbild des PCP-Messverfahrens

R Last

L1

L2

230VAC 20kΩ

10kΩ...900kΩ0nF..300nF

+/-50V

µC

0

0

0

0

0

Verstärker zur Messung der Spannungen

4 x ADC_Volt.

AddiererBandpass

Tiefpass

Aref+50V

-50V

16-Bit ADC

SPI

ADC_AMP.

µCATMEL

ATMEGA324

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Darstellung der DFT im µC

SIN(ffilter)

COS(ffilter)

x

x

Realteil

Imaginärteil

x2

x2

+ Impedanz ZUe

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Beispiel der Filterwirkung einer DFT:Signal 50Hz / Filter bei 100Hz

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Eingangssignale Pfad1

Zeit[s]

Sig

nal

Ue t f( )

2 t fst TV( ) 1

t

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Eingangssignal Pfad 2

Zeit [s]

Sig

nal

Ue t f( )

2 t1

fst 4

fst TV

1

t

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Ua1 t f( )

t

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Ua2 t f( )

t

Multiplikation

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Ua1_TP t f( )

t

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Ua2_TP t f( )

t

Sinus Cosinus

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Berechnung Real- und Imaginärteil durch eine DFT:

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Eingangssignale Pfad1

Zeit[s]

Sig

nal

Ue t f( )

2 t fst TV( ) 1

t

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Eingangssignal Pfad 2

Zeit [s]

Sig

nal

Ue t f( )

2 t1

fst 4

fst TV

1

t

Ua2 t f( ) Ue t f( ) 2 t1

fst 4

fst TV

1

Multiplikation

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Ua1 t f( )

t

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Ua2 t f( )

t

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Ua1_TP t f( )

t

0 0.005 0.01 0.015 0.02

1

0

1

Ua2_TP t f( )

t

Sinus Cosinus

Realteil Imaginärteil

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EDS-System: IRDH575, PGH470 und EDS460 mit CT´s

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Ablaufdiagramm EDS-System

Betriebsbereit

Adresse: 206.03.06 11:34

*** IT-SYSTEM***R > 010 MΩ

-EDS: off – auto –*********************

Isolation Fehler R ≤ 10 kΩ

EDS: on -- auto -- ***********************

Alarm 1/3Isolationsfehler10mA

Adr.: 2 Kanal: 4

Isolation Fehler R ≤ 10 kΩ

EDS: on -- auto --Adr. 02 k04 010mA

AlarmIsolations-

fehler

EDSaktiv

Isolationsfehlerlokalisiert

Prüfstrom wird generiert

IsolationsfehlerAuswertegerät

Messstromwandler

A-ISOMETER mitPrüfstromgenerator

BMS

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Stromlaufplan

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PGH-Funktion

-Stromquelle (einstellbar): 1mA, 2,5mA, 10mA, 25mA und 50mA beim IRDH575

-Pulserzeugung im Takt: 2s Pos/ 4s Pause / 2s Neg / 4s Pause

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PGH-Schaltung im LIM2010

Schalter für positiven Puls

Schalter für positiven Puls

Strombegrenzung durch Depletion-Mode-MosFET

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Blockschaltbild der EDS-Funktion

R Last

L1

L2

230VAC

10kΩ...900kΩ

0

0

0

0

0

Verstärker Tiefpass

µCFreescale

Notchfilter

Bürdenwiderstand

Stromwandler

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Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit

Oliver Schäfer