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© Analog Devices Inc. Application Notes |

Spannungswandlung in vier Quadranten

Neben einfachen Spannungswandlern, die aus einer Eingangsspannung eine feste Ausgangsspannung generieren, gibt es Anwendungen, bei denen dieses Verhalten nicht ausreicht.

Beispielsweise soll ein Spannungsknoten gesteuert werden, an welchem Kondensatoren angebunden sind. Diese sind auf eine beliebige Spannung geladen. Sollen diese nun auf eine niedrigere Spannung gebracht werden, ist es notwendig, diese teilweise zu entladen. Somit muss eine Spannungsversorgung nicht nur Strom liefern, sondern bei Bedarf auch Strom aufnehmen können. Für eine solche Anwendung kann eine Spannungsversorgung mit einer ‚Output Discharge‘ Funktion eingesetzt werden. Diese kann Ausgangskondensatoren schnell entladen. Bild 1 zeigt eine solche Funktion für einen abwärtswandelnden Schaltregler. Hier wird der Schalter S2 nach dem Abschalten des Schaltbetriebes für längere Zeit eingeschaltet und die Ausgangskondensatoren werden entladen. Bild 1. Das Entladen eines Ausgangskondensators über eine einfach ‚Output Discharge‘ Funktion Eine sehr elegante Art, beliebige Ströme und Spannungen zu steuern sind Vier-Quadranten-DC/DC-Wandler. Ein üblicher Abwärtswandler nach dem ‚Buck‘ Prinzip arbeitet nur in einem Quadranten. Er kann eine positive Spannung generieren mit positivem Stromfluss, also einer Stromrichtung vom DC/DC Wandler zur Last. Bei einem Vier-Quadranten-Wandler können nicht nur Ausgangskondensatoren entladen werden, sondern es kann eine beliebige Spannung erzeugt werden. Dies, indem Strom in Richtung Last fließt, oder auch von der Last genommen wird. Das ist im obigen Beispiel der Fall, bei welchem Ausgangskapazitäten entladen werden. Ein Vier-Quadranten-DC/DC-Wandler kann jedoch noch mehr, neben dem Erzeugen von Spannungen, kann auch ein beliebiger Strom eingestellt werden. Dieser Strom kann positiv oder auch negativ sein. Solche Vier-Quadranten-Wandler werden häufig in universellen Laborstromversorgungen eingesetzt. Der Anwender kann beispielsweise eine LED testen in dem ein fester Strom eingestellt wird. Auch kann eine Solarzelle betrieben werden und der Vier-Quadranten-Wandler agiert als Last, welche einen eingestellten Strom aufnimmt. Bild 2. Vier-Quadranten-Spannungswandler Eine weitere interessante Anwendung ist das Tönen von Fensterscheiben mit LCD Technik. Hier wird häufig eine genau eingestellte Spannung, im positiven und negativen Bereich benötigt, um je nach Lichteinfall und Wunschhelligkeit im Raum eine passende Tönung zu erreichen. Bild 2 zeigt was mit der Bezeichnung ‚Vier-Quadranten‘ in Bezug auf eine Spannungsversorgung gemeint ist. Es werden die Quadranten eines Koordinatensystems mit Spannung auf der X-Achse und Strom auf der Y-Achse angenommen. Es können sowohl Strom als auch Spannung positiv und auch negativ sein. Der DC/DC Wandler kann also als Energiequelle und auch als Energiesenke eingesetzt werden kann. Mit anderen Worten, der Wandler kann als Stromversorgung oder als elektrische Last fungieren. Bild 3. Die Topologie eines Vier Quadranten Spannungswandlers in vereinfachtem Schaltplan Der LT8714 von Analog Devices ist ein Kontroller für einen Vier-Quadranten-Regler. Er beinhaltet alle Funktionen, die für eine solche Regelung benötigt werden. Mit diesem IC kann beispielsweise eine Spannung genau bei 0V gehalten werden. Bild 3 zeigt einen vereinfachten Schaltplan mit dem Controller IC, sowie der Leistungsstufe. Diese besteht aus zwei Induktivitäten L1 und L2, zwei Schaltern, Q1 und Q2, sowie einer Kopplungskapazität Cc. Erklärungen zum jeweiligen Betrieb in jedem einzelnen Quadranten, sowie zum Verhalten bei den Übergängen von einem Quadranten zum anderen findet sich im LT8714 Datenblatt. In machen Anwendungen wird eine Spannungsversorgung im Vier-Quadranten-Betrieb benötigt. Eine solche kann leicht mit einem optimierten Controller wie dem LT8714 aufgebaut werden. Der Schaltungsentwurf wird dadurch sehr einfach und der Betrieb, besonders um den häufig kritischen 0V Durchgang, erfolgt sauber und zuverlässig. Alternativen sind andere Schaltreglertopologien die parallel zueinander geschaltet werden müssen, um eine Funktion in mehreren Quadranten zu ermöglichen. Das ist häufig kostenintensiver als die Nutzung einer dedizierten Vier-Quadranten-Lösung.[:] Über den Autor: Frederik Dostal, © Analog Devices Inc.
Chiphersteller SK Hynix mit deutlichen Verlusten Der südkoreanische Chiphersteller SK Hynix verbucht wegen des Preisabschwungs infolge der schrumpfenden Technologie-Nachfrage einen Rekordverlust. Der Betriebsverlust des Apple-Zulieferers belaufe sich im Quartal von Oktober bis Dezember auf 1,7 Billionen Won, umgerechnet 1,27 Milliarden Euro gegenüber einem Gewinn von 4,2 Billionen Won ein Jahr zuvor. Das hat SK Hynix jetzt mitgeteilt.
Chipkonzern AMD kommt besser durch die Krise als Konkurrenz Zuerst waren es zu wenig Chips, jetzt gibt es ein Überangebot. Und das macht den Halbleiter-Firmen nun zu schaffen, vor allem da momentan deutlich weniger PCs und Smartphones gekauft werden. Es gibt allerdings Ausnahmen, wie den Chipkonzern AMD.
Pepperl+Fuchs erreicht erstmals die Milliarden-Marke Zum ersten Mal in seiner 77-jährigen Firmengeschichte hat es Pepperl+Fuchs zum Jahresende geschafft, die Schwelle von weltweit einer Milliarde Euro Jahresumsatz zu überschreiten. Damit habe das Unternehmen sein ursprünglich für 2025 avisiertes Ziel deutlich früher als geplant erreicht. Das schreibt der Mannheimer Automatisierungsspezialist in einer Pressemitteilung.
Perfekt! Wolfspeed und ZF schließen Partnerschaft Wolfspeed, nach eigenen Angaben das weltweit führende Unternehmen für Siliziumkarbid-Technologie, und ZF gründen im Rahmen einer strategischen Partnerschaft ein Innovationszentrum für die Entwicklung von Siliziumkarbid-Systemen und -Bauteilen für Mobilitäts-, Industrie- und Energieanwendungen. Das haben die Unternehmen soeben mitgeteilt.
Bei Samsung sinkt der Betriebsgewinn deutlich Bei Samsung ist der Gewinn im vierten Quartal aus den gewöhnlichen Geschäftstätigkeiten im Jahresvergleich um 69 Prozent auf 4,3 Billionen Won, umgerechnet etwa 2,3 Milliarden Euro zurückgegangen. Das hat der Hersteller von Speicherchips und Smartphones aus Südkorea jetzt mitgeteilt.
Alexander Everke übergibt Vorstandsvorsitz von ams OSRAM ams OSRAM hat mitgeteilt, dass Alexander Everke sich nach sieben Jahren als CEO von ams OSRAM zurückziehen wird. Ihm wird Aldo Kamper nachfolgen, der vom Aufsichtsrat von ams OSRAM zum Vorsitzenden des Vorstands und CEO bestellt wurde.
Landis+Gyr unterzeichnet Vertrag über Zählerdatenmanagement Landis+Gyr Technology, eine Tochtergesellschaft der Landis+Gyr Group AG, und ein privates U.S. Energieversorgungsunternehmen haben eine neue Vereinbarung über die Modernisierung der Zählersoftware-Infrastruktur des Versorgungsunternehmens unterzeichnet. Das hat das Unternehmen jetzt mitgeteilt.
CTX schafft Grundlagen für weiteres Wachstum Die CTX Thermal Solutions GmbH blickt auf zwei außergewöhnlich erfolgreiche Jahre zurück. So beschreibt das Unternehmen die jüngere Vergangenheit in einer Pressemitteilung. Und auch in diesem Jahr soll der Wachstumskurs fortgesetzt werden.
Deal perfekt: TOPTICA erwirbt Azurlight Systems Ende Dezember vergangenen Jahres hat der deutsche Laserhersteller TOPTICA Photonics AG einen endgültigen Kaufvertrag zum Erwerb der Mehrheit der Anteile an dem französischen Faserlasertechnologie-Unternehmen Azurlight Systems SAS abgeschlossen. Azurlight wird ihr Faserlasergeschäft unter dem neuen Namen TOPTICA Photonics SAS fortführen, sowie die Marke TOPTICA auf dem französischen Markt weiter ausbauen.
CeoTronics kann beim Umsatz leicht zulegen Die CeoTronics AG hat im Berichtszeitraum vom 1. Juni bis zum 30. November 2022 einen Konzernumsatz von T€ 15.395 (Vorjahr T€ 15.168) verzeichnet. Damit sei der Vorjahres-Rekordumsatz um 1,5 Prozent übertroffen worden, berichtet das Unternehmen.
Großauftrag für Jenoptik im Bereich Halbleiterausrüstung Der Photonik-Konzern Jenoptik hat Ende 2022 einen Rahmenvertrag mit einem weltweit tätigen Technologiekonzern mit einem Gesamtvolumen im oberen zweistelligen Millionen-Euro-Bereich und einer Laufzeit von drei Jahren abgeschlossen. Der Vertrag umfasst die Fertigung von komplexen mikrooptischen Komponenten, die in Anlagen zur Halbleiterfertigung zum Einsatz kommen.
VAC und GM kooperieren bei Selten-Erd-Dauermagneten VAC hat eine verbindliche, langfristige Liefervereinbarung mit GM für die Produktion von Selten-Erd-Dauermagneten in Nordamerika bekannt gegeben. Dies sei ein weiterer wichtiger Schritt beim Aufbau einer starken, nachhaltigen und skalierbaren Lieferkette für Elektrofahrzeuge, heißt es in einer Pressemitteilung.
Japan und Niederlande folgen US-Exportverbot Die Niederlande und Japan schließen sich einem Medienbericht zufolge dem US-Exportverbot für bestimmte Maschinen zur Chip-Produktion nach China an. Das berichtet die Nachrichtenagentur Bloomberg.
Chip-Hersteller Intel erwartet Verluste Der Rekordeinbruch der PC-Absätze belastet den Umsatz von Intel deutlich stärker als erwartet und dürfte den Konzern im laufenden Quartal in die roten Zahlen drücken, das berichtet Reuters. Nach der Vorlage der Quartalsbilanz und einer pessimistischen Prognose rutschte die Intel-Aktie zwischenzeitlich um sieben Prozent ab.
Batterieproduzent LGES kann Gewinn deutlich steigern Der südkoreanische Batterieproduzent LG Energy Solution hat im abgelaufenen Quartal gestützt auf die hohe Nachfrage der Autobauer Gewinn und Umsatz gesteigert. LGES hatte die Produktion ausgeweitet, um die vielen Aufträge der Autokonzerne, die Batterien für Elektroautos brauchen, abzuarbeiten.
Minister Schulze sieht Intel-Start nicht gefährdet Sachsen-Anhalts Wirtschaftsminister Sven Schulze (CDU) blickt weiter optimistisch auf die geplante Ansiedlung des US- Chipherstellers Intel in Magdeburg. Er sehe einen Produktionsstart 2027, spätestens 2028 nicht gefährdet, hat Schulze in einem Interview der “Magdeburger Volksstimme“ gesagt.
Mahle legt Grundstein für neues Werk in Mexiko Mahle hat eine 58 Millionen US-Dollar schwere Investition in den Industriepark Chuy María in der mexikanischen Gemeinde Ramos Arizpe angekündigt. Es ist bereits das fünfte Werk in der Region, berichtet das Unternehmen.
ASMPT eröffnet neues Center of Competence in Regensburg ASMPT, Anbieter von Hard- und Softwarelösungen für die Semiconductor- und Elektronikfertigung, hat das erste europäische SEMI Center of Competence (CoC) in Regensburg eröffnet. Das Kompetenzzentrum folge dem Vorbild der internationalen ASMPT Centers of Competence und diene Kunden unter anderem als Labor für Proof of Concepts im Rahmen von Innovationen und Applikationen und als direkte Anlaufstelle für den schnellen Know-how-Transfer, schreibt das Unternehmen in einer Mitteilung.
Familienunternehmen Weidmüller erweitert seinen Vorstand Der Vorstand der Weidmüller-Gruppe erhält ein zusätzliches Mitglied. Ab dem 1. April 2023 wird Dr. Sebastian Durst die Position des Chief Operations Officers verantworten. Die Vorstandserweiterung ist Teil des Wachstumskurses, den das Unternehmen auch im Produktions- und Logistikbereich eingeschlagen hat, schreibt das Unternehmen.
TÜV Rheinland mit Großinvestition in Laborzentrum in China TÜV Rheinland hat im chinesischen Taicang ein neues Laborzentrum eröffnet. Der weltweit tätige Prüfdienstleister hat in der ersten Bauphase des „Yangtze River Delta Operation Hub“ rund 11 Millionen Euro investiert, in einer zweiten Bauphase kommen weitere 11 Millionen Euro an Investitionen hinzu.
RoodMicrotec meldet Anstieg bei vorläufigen Gesamteinnahmen RoodMicrotec N.V. hat seine ungeprüften vorläufigen Gesamteinnahmen für das Geschäftsjahr 2022 veröffentlicht. Danach belaufen sich die Gesamteinnahmen für 2022 auf 16,5 Millionen Euro und sind damit um 14 Prozent höher als im Jahr 2021 (14,5 Millionen Euro).
ASML geht mit Rückenwind ins neue Jahr ASML hat 2022 trotz Umsatzsteigerungen weniger Gewinn gemacht als im Jahr zuvor. Der Chipindustrie-Ausrüster hatte unter anderem vor allem im ersten Halbjahr mit kostspieligen Engpässen in der Produktion und den Lieferketten zu kämpfen.
Britische Wettbewerbshüter nehmen Übernahme unter die Lupe Die britische Wettbewerbsaufsicht CMA nimmt die 61 Milliarden Dollar schwere Übernahme von VMWare durch Broadcom genauer unter die Lupe. Die erste Phase der Untersuchung sei angelaufen, teilte die Behörde mit.
Sager Electronics und VARTA unterzeichnen Vertriebsabkommen Sager Electronics, nordamerikanischer Distributor von Interconnect, Power und elektromechanischen Produkten und Anbieter kundenspezifischer Lösungen, hat die Aufnahme der VARTA AG in sein Sortiment bekannt gegeben. VARTA bietet ein umfangreiches Batterieangebot für eine Vielzahl von Anwendungen.
onssemi beliefert Volkswagen mit Halbleitern onssemi, Anbieter von intelligenten Energie- und Sensortechnologien, hat die Unterzeichnung eines strategischen Abkommens mit der Volkswagen AG bekannt gegeben. Es beinhaltet die Lieferung von Modulen und Halbleitern, die eine komplette Traktionsumrichterlösung für die nächste Generation der VW-Plattform ermöglichen, heißt es dazu in einer Pressemitteilung.
Insolventer Beleuchtungshersteller kann weiter produzieren Gute Nachricht im Fall des insolventen Unternehmens Ludwig Leuchten GmbH. Stefan Quaas, ehemaliger Prokurist des insolventen Unternehmens, macht als neuer Geschäftsführer mit einem Kernteam der Mitarbeiterschaft weiter. Das hat das Unternehmen jetzt mitgeteilt.
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2023.02.01 23:01 V20.12.5-1