Technologie: PWM und induktive Last

Interne PWM der Klemme

Die 2-Kanal-Digital-Ausgangsklemme EL2212 hat für jeden Kanal eine kompakte PWM-Endstufe in kleinster Bauform integriert, die in 3 Phasen einen bzw. zwei Aktoren ansteuert. Dabei wird in jedem Fall die angelegte Versorgungsspannung auf den Aktor durchgeschaltet. Um einen in Abhängigkeit vom ohmschen Widerstand des Aktors ggf. unzulässig zu hohen Laststrom entgegen zu wirken, wird in den verschiedenen Phasen durch Pulsweitenmodulation (PWM) die Spannung an den Aktor nur pulsierend durchgeschaltet. Im zeitlichen Mittel stellt sich dadurch am Aktor insgesamt ein geringerer Strom ein, der durch die induktive Komponente des Aktors nahezu zu einer Gleichspannung geglättet wird. Dieser Vorgang kommt bei der Klemme EL2212 zum Einsatz und erfolgt stets durch die Vorgabe des Haltestroms und der Versorgungsspannung: der vorgegebene Strom wird als Sollwert eingeregelt auch wenn die Versorgungsspannung mit dem Innenwiderstand des Aktors einen weitaus größeren Laststrom ermöglicht.

Pulsweitenmodulation zur Stromregelung

Mittels PWM-Endstufe wird die Pulsweitenmodulation (PWM) der Versorgungsspannung zur Regelung des Ausgangsstroms einer angeschlossenen Ohmsch-Induktiven Last eingesetzt. Dem Ausgang wird dabei die Versorgungsspannung in voller Höhe mit einer bestimmten Frequenz pulsierend zugeführt. Nur mit dem High -Pegel baut sich an der Induktivität ein Laststrom auf. Eine Änderung des Laststroms erfolgt nun nicht durch Änderung der Spannungshöhe, sondern durch die Dauer des Ausschaltens (Pulsweite) im Verhältnis zur Periodendauer. Dies ergibt ein Tastverhältnis von Pulsweite dividiert durch Periodendauer entsprechend zwischen 0 bis 100 % und ist proportional zum Laststrom.

In der Abbildung „Betrieb an Last mit zu kleiner Induktivität“ ist zur Veranschaulichung der Betrieb mit einer nicht ausreichend großen Induktivität dargestellt. Ein kontinuierlicher Stromfluss kommt  nicht zustande. Der Strom "lückt". Diese Betriebsart ist nicht zulässig.

Pulsweitenstromklemmen benötigen induktive Lasten Die Induktivität der Last sollte mindestens 1 mH betragen! Ein Betrieb der Pulsweitenstromklemmen an Lasten mit einer Induktivität von weniger als 1 mH wird nicht empfohlen, weil auf Grund des unterbrochenen Stromflusses kein Bezug zwischen dem Sollwert und dem arithmetischen Mittelwert des Stroms gegeben ist!