Analog Design Journal

Auswahl eines Positionssensors für die Motorsteuerung

Von Isaac Lara, Manny Soltero, Martin Staebler und Yufeng

Obwohl immer mehr Systeme inzwischen „sensorlos“ sind, besteht weiterhin Bedarf an Positionssensoren für die Kommutierung in BLDC-Motoren, für Servoantriebe und für Encoder.
Verschiedene Bausteine wie Latches, eindimensionale Linearsensoren und Winkelsensoren in der Motorsteuerung informieren den Mikrocontroller über die Position der Rotorwelle und verbessern dadurch Drehmomenteffizienz und Drehzahlregelung. Wir thematisieren die mit Positionssensoren verwendeten Technologien, zum Beispiel Hall-Effekt, anisotroper magnetoresistive (AMR) und induktive Effekte, sowie deren Verwendung und fassen die jeweiligen Vor- und Nachteile zusammen.

Überlappende ideale Dioden: Behebung von Problemen mit der 48-V-Stromversorgung von EVs

Von Shiven Dhir und Rakesh Panguloori

In diesem Artikel wird eine Konfiguration überlappender idealer Dioden mit zwei seriellen Controllern vorgestellt, die 60-V-MOSFETs antreiben. Diese Konfiguration kann hohe Differenzspannungen in 48-V-Automobilsystemen effektiv verwalten und gleichzeitig die 70-V-Load-Dump-Anforderung des LV148-Standards erfüllen. Um die Zuverlässigkeitsmargen zu verbessern, führen wir einen erdseitigen Pegelverschiebungsschaltkreis ein, der die Betriebsfähigkeit bei Load-Dump-Bedingungen erweitert. Die vorgeschlagene Lösung verfügt über einen robusten Eingangsschutz und ermöglicht den Herstellern gleichzeitig, kostengünstige, mehrzellige 60-V-MOSFETs zu verwenden und dadurch die wichtigsten Herausforderungen von Stromverteilungssystemen in Fahrzeugen zu meistern.

Ein neuartiges Konzept für die Schmalband-Anpassung von Hochgeschwindigkeits-HF-ADCs

Von Rob Reeder

Für Anwendungen, die keine Gigabit-Bandbreite (BW) benötigen, also Breitbandabtastungen, bei denen 1 bis 2 GHz oder mehr erforderlich sind. Die Entwicklung einer Schmalband(NB)-Anpassung, – also im 100er-MHz-Bereich – mit einer Balun- oder Transformator-Frontend-Schaltung für einen Analog-Digital-Wandler (ADC) kann dennoch eine Herausforderung darstellen. Dies gilt insbesondere bei Systemen mit hohen Zwischenfrequenzen (IFs), die in modernen Kommunikations- und/oder Radarsystemen häufig digitalisiert werden, um die Signalverarbeitung im digitalen Bereich durchzuführen. In diesem Artikel stellen wir eine Methode vor, mit deren Hilfe Sie relativ einfach das Beste aus Ihrem ADC herausholen – bei relativ geringen Ausfallzeiten für Simulationen. Hier erfahren Sie, welche einfachen Schritte nötig sind, um Bandbreiten im 100er-MHz-Bereich an einem Basisband oder IF-Standort aufzulösen. Voraussetzung ist natürlich, dass die genannten Bandbreiten innerhalb der Nennbandbreite der ADCs liegen.

Vergleich von diskreten und integrierten Differenzverstärkern

Von Esteban Garcia und Jacob Nogaj

Differenzverstärker (DAs) sind in zwei Formen erhältlich: diskret (mit externen Widerständen) und integriert (mit On-Die-Widerständen). Letztere bieten hierbei eine überlegene Leistung bei kritischen Parametern. Integrierte DAs zeigen ein erheblich besseres Gleichtaktunterdrückungsverhältnis, einen geringeren Verstärkungsfehler und eine stabilere Verstärkungsfehler-Drift bei Temperaturschwankungen. Dies liegt an den interdigitalisierten Widerständen, die "miteinander driften." Diskrete DAs zeichnen sich durch die Flexibilität bei der Auswahl von Operationsverstärkern aus. Integrierte Lösungen jedoch bieten eine außergewöhnliche Leistung für die Spannungsüberwachung über Versorgungsschienen hinaus für Anwendungen wie Solarmodule, Powerbanks und DC/DC-Module in stark rauschenden, industriellen Umgebungen. Testergebnisse bestätigen, dass integrierte DAs diskrete Implementierungen über verschiedene Betriebstemperaturen hinweg durchgängig übertreffen.

Entwicklung von Schaltkreisen für die Echtzeitdiagnostik (Real-Time Diagnostic, RTD) für Audioanwendungen im Automobilbereich

Von Jared Becker

Dieser Artikel befasst sich mit der wachsenden Nachfrage nach Echtzeit-Diagnosefunktionen in Audiosystemen für Fahrzeuge, insbesondere zur Überwachung von Klasse-D-Verstärkern und Lautsprechern, die mit in Notfällen kritischen Telematik-Steuereinheiten verbunden sind. Der Artikel beschreibt, wie ein Audioverstärker der Klasse D mit zusätzlichen Schaltkreisen und einem Basissignal von 5 Hz verbessert werden kann, um eine umfassende Echtzeitdiagnose für alle vier wichtigsten Lautsprecherfehlerzustände zu erreichen: Masseschluss, Kurzschluss gegen Batterie, Kurzschluss zwischen Ausgang und Ausgang sowie offene Lasten. Diese Implementierung gewährleistet die sofortige Fehlererkennung während des Fahrzeugbetriebs, ohne Audioartefakte einzuführen. Dies verbessert die Sicherheit erheblich, da eine sofortige Benachrichtigung über Lautsprecherausfälle ermöglicht wird, die zu einer Beeinträchtigung der Notfallkommunikationssysteme führen könnten.