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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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2
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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3
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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4
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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6
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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7
Sperrwandler-Schaltung des Netzteiles im IZ427
SchaltreglerTNY264
Übertrager
Eingangsfiltermit Schutzbeschaltung
Regelung
Flanken-bedämpfung
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8
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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12
Darstellung der DFT im µC
SIN(ffilter)
COS(ffilter)
x
x
Realteil
Imaginärteil
x2
x2
+ Impedanz ZUe
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13
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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14
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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16
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