Fachartikel
FACHARTIKEL
Whitepaper: Qualifizierung der C-Standardbibliothek für sicherheitskritische Anwendungen nach ISO 26262
Softwarelösungen spielen in sicherheitskritischen und sicherheitsrelevanten Anwendungen eine immer wichtigere Rolle. Fehlfunktionen der Software stellen daher eine echte Gefahr für Verletzungen, den Verlust von Menschenleben, Betriebsunterbrechungen oder Umweltschäden dar. Es gibt allgemein anerkannte Standards, anhand derer Softwareentwickler die Softwaresicherheit zertifizieren können. Im Automotive-Bereich ist dies die ISO 26262 (Straßenfahrzeuge – Funktionale Sicherheit).
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Whitepaper: Exakte Bestimmung von Spulenverlusten mit REDEXPERT
Kernverluste wurden anfangs mit der Steinmetzgleichung und seit einiger Zeit mit deren Erweiterungen berechnet. Diese Gleichungen erlauben allerdings nur für bestimmte Bedingungen oder Materialien eine zuverlässige Abschätzung der Verluste. Aus diesem Grund wurde von Würth Elektronik eiSos ein neues Modell nach aktuellem Stand der Technik entwickelt, mit dem sich Kernverluste effektiv und genau ermitteln lassen. Dieses Modell wurde in das Würth-Entwicklungswerkzeug REDEXPERT implementiert.
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Entwicklung eines Instrumentenverstärkers für hochgenaue Signalketten mit großer Bandbreite
Der Beitrag beschreibt Aspekte bei der Entwicklung eines diskret aufgebauten PGIA mit großer Bandbreite, der aus dem Verstärker ADA4898-1, dem Multiplexer ADG1209 und dem Widerstandsnetzwerk LT5400 besteht. Veranschaulicht werden die hochgenauen Messungen an massebezogenen/differentiellen Signale im Bereich von zehn Millivolt bis unter 10 Volt.
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Wie bidirektionale GaN-Schalter das Power Management verändern
GaN-auf-Si-Bauelemente haben die Entwicklung von BiGaN ermöglicht. Damit lassen sich die Schaltkreise in Smartphones verbessern, die mit mehreren Stromquellen betrieben werden. Hinzu kommen High-Side-Lastschalter, Überspannungsschutz an USB-Anschlüssen und ähnliche Anwendungen.
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USB-Typ-C-Anschlüsse vor ESD und Übertemperatur schützen
Der USB-Anschluss dient bei den meisten Geräten auch als Schnellladeanschluss. Daher ist es wichtig, einen robusten Schutz gegen elektrostatische Entladungen (ESD) und Überhitzung einzubauen.
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High-Performance-Treiber für Motorsteuerungen
Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) bieten viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Motoren. Die Entwicklung leistungsfähiger Magnete hat die Herstellung von BLDC-Motoren ermöglicht, die die gleiche Leistung wie Bürstenmotoren bieten, aber eine geringere Baugröße ermöglichen. Durch die Motorsteuerung lässt sich die Effizienz bereits in der Designphase optimieren. Das Verständnis der Steuerungsanforderungen jedes Motortyps und der am besten geeigneten Bauart für eine bestimmte Anwendung kann dazu…
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Netzteile mit Totem-Pole-Leistungsfaktorkorrektur
Verluste in einem Eingangsbrückengleichrichter sind ein Hindernis, um den besten Wirkungsgrad in AC/DC-Netzteilen zu erzielen. Brückenlose Totem-Pole-Netzteile mit Leistungsfaktorkorrektur (PFC; Power Factor Correction) sind eine elegante Lösung, die den verlustbehafteten Brückengleichrichter sowie den PFC-FET und die Boost-Diode durch vier aktive Schaltbauelemente ersetzen. Die Topologie muss jedoch einen komplexen Regelalgorithmus verwenden, wofür ein teurer Mikrocontroller (MCU) erforderlich…
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Stromversorgung von kabelgebundenen unbemannten Fluggeräten
Hochspannungs-Buskonverter mit festem Übersetzungsverhältnis bieten eine hocheffiziente Möglichkeit, ein kabelgebundenes unbemanntes Fluggerät mit Strom zu versorgen. Durch den minimalen Bedarf an Kühlkörpern, die platzsparende Konstruktion und das geringe Gewicht können die UAV-Konstrukteure die Nutzlastkapazität maximieren und das Kabelgewicht reduzieren. Zudem verringern die günstigen EMV-Eigenschaften des Sinus-Amplituden-Wandlers den Bedarf an zusätzlichen sperrigen Filterkomponenten, was…
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Der Einsatz von Standards bei der Display-Vernetzung im Automobilbereich
Display-Systeme im Automobilbereich durchlaufen derzeit eine rasante Entwicklung aufgrund von Branchentrends und neuen technischen Möglichkeiten in den Bereichen Konnektivität, Automatisierung, gemeinsame Nutzung und Elektrifizierung. Fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS), digitale Cockpits, Infotainmentsysteme im Fahrzeug (IVI) und autonome Fahrsysteme (ADS) sorgen für immer mehr Displays im Fahrzeug und den Bedarf an immer höheren Display-Auflösungen, Bildraten und Farb-Bit-Tiefen.…
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SiC-FET-Leistungsumwandlung – Ursprung und Entwicklung
Wide-Bandgap-Halbleiter als Hochfrequenzschalter machen den Weg frei für einen besseren Wirkungsgrad bei der Leistungsumwandlung. Ein Beispiel ist der SiC-FET, eine Kaskodenkombination aus einem SiC-JFET und einem Silizium-MOSFET. Dieser Artikel zeichnet die Ursprünge und die Entwicklung des SiC-FETs bis zu seiner neuesten Generation nach und vergleicht seine Leistung mit alternativen Technologien.
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Verwendung von LTspice zur Analyse von Schwingungsdaten in zustandsbasierten Überwachungssystemen
Der beste Weg, zur Bestimmung des "Gesundheitszustandes" eines Motors, ist die Untersuchung seiner Schwingungscharakteristik. Die MEMS-Technologie von Analog Devices ermöglicht die kontinuierliche Überwachung der Schwingungscharakteristik eines Motors und die Ermittlung des Zustands des Motors, indem dessen Charakteristik mit der eines bekannten fehlerfreien Motors verglichen wird. Tatsächlich hat jeder Motorfehler seine eigene, einzigartige Oberschwingungscharakteristik. Durch Betrachtung des…
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Offline-Hilfsnetzteile mit höherer Durchbruchspannung und niedrigerem Standby-Strom
Immer mehr Consumer-Geräte bieten immer fortschrittlichere Funktionen oder Benutzerschnittstellen. Dabei handelt es sich grundsätzlich um stromsparende Anwendungen, z. B. Sensoren, Displays und berührungsempfindliche (Touch-)Bedienfelder. Das Bereitstellen von Leistung für diese Zusatzfunktionen mit denselben Netzteilen, die an sich für hohe Ströme ausgelegt sind, ist äußerst ineffizient – insbesondere wenn es sich um Funktionen handelt, die verfügbar sein müssen, wenn die eigentlich…
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Wie lässt sich Shading mit CMOS-Kameras vermeiden
Die Kombination eines Objektivs mit hervorragenden Werten und einer hochauflösenden Kamera mit CMOS-Sensor kann zu unerwünschten Shading-Effekten führen. SVS-Vistek erklärt, wie sich das mit Hintergrundwissen und einer optimalen Auswahl von Kamera und Optik verhindern lässt.
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Low-Power-Wandlung für Energy Harvesting
Auf der Welt gibt es genügend Umgebungsenergie und der konventionelle Ansatz für die Energieernte erfolgt mit Solarzellen und Windgeneratoren. Neue Erntetools ermöglichen uns aber, elektrische Energie aus weiteren Umgebungsquellen zu gewinnen. Dabei ist nicht die Umsetzungseffizienz der Wandlerschaltungen wichtig sondern der Betrag, der durchschnittlich geernteten Energie, die verfügbar ist, sie zu speisen.
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Effizienzsteigerung durch Keramikkondensatoren der Klasse I in Anwendungen mit hoher Leistungsdichte
Entwickler auf der ganzen Welt sind ständig auf der Suche nach Möglichkeiten, Geräte effizienter zu machen. Mit zunehmender Schaltgeschwindigkeit lässt sich die Größe wichtiger Komponenten wie Kondensatoren und magnetischer Bauteile verringern, was zu einer höheren Leistungsdichte und effizienteren Leistungswandlung führt.
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Solid-State-Komponenten ersetzen Magnetrone in Mikrowellenöfen
Außer kosmetischen Anpassungen wie dem Austausch des mechanischen Timers durch ein Touchscreen-Display sehen Mikrowellenöfen größtenteils noch immer wie in den 1950er-Jahren aus. Auch am Innenleben hat sich nicht viel geändert: Das Magnetron – eine mittlerweile 70 Jahre alte Technologie – ist nach wie vor die Hauptenergiequelle.
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EN 60335: Sicherheit von elektrischen Haushaltsgeräten und ähnlichen Elektrogeräten
Um den Anforderungen der EN 60335 gerecht zu werden, müssen Ingenieure während der Entwicklung eine andere Denkweise anwenden. Verglichen mit den bekannten IT- und medizinischen Normen unterscheiden sich nicht nur einige Grenzwerte, sondern auch die potenziellen Nutzer und Endprodukte sind vielseitiger. Ungewöhnlich bei der Bewertung der Sicherheit ist, dass mehrere Fehler gleichzeitig in Bezug auf die Auswirkungen der EMV betrachtet werden müssen.
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Halbleitertechnologien für Elektrofahrzeug-Ladestationen
Neue Batterietechnologie macht Elektrofahrzeuge praktikabler, doch der wahre Schlüssel zu ihrem ultimativen Erfolg ist das Ladesystem. Das vorliegende Whitepaper widmet sich deshalb den Ladesystemen für Elektrofahrzeuge und ihrem Design.
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SAR-ADCs interleaved betreiben
Das Interleaving ist eine Technik, mit der sich die Auflösung des SAR-ADC beibehalten lässt, während gleichzeitig die effektive Abtastrate angehoben wird. In einem ansonsten gleichwertigen System können versetzt betriebene SAR-ADCs zur Senkung der Gesamt-Leistungsaufnahme, der Kosten und der Abmessungen des Endsystems gegenüber Pipeline-ADCs beitragen.
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Herausforderungen und Möglichkeiten von Digital Power Designs
„Digital Power“ hat in den letzten fünf Jahren ein rasantes Wachstum erfahren und profitiert von den vielen Vorteilen, die die digitale Regelung in einer traditionell analogen Domäne mit sich bringen kann. Die zunehmende Annahme von „Digital Power“ wurde durch die vielen neuen Produkte von Mikrocontroller-Herstellern, die speziell den „Digital-Power“-Markt fokusieren, unterstützt.
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Drei-Punkte-Plan für die Auswahl der richtigen IoT-Plattform
Weil das Internet allgegenwärtig ist, wird meist nicht wahrgenommen, dass es eigentlich ein „Managed Network“ ist, aufgesetzt auf einer Plattform aus bewährter Hard- und Software. Als offenes Netzwerk ist es natürlich auch Ziel für Missbrauch, doch lassen sich mithilfe geeigneter Technologien die Folgen von Angriffen eindämmen. Einige dieser Technologien stellt die Plattform selbst bereit, andere sind vom Anwender zu implementieren. Konnektivität ist gleichzusetzen mit dem Zugriff auf die…
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Der IEEE 1588 Standard
Zeitsynchronisation zwischen mehreren Rechnern im Netzwerk war schon immer eine Herausforderung. Was sich im ersten Schritt als eine triviale Anforderung darstellt, zwei oder mehrere Rechner mit der identischen Zeit auszustatten, ist bei genauerer Betrachtung ein durchaus komplexes Problem.
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Probleme und Lösungsansätze für IEEE 1588 Implementierungen
Die Zeitsynchronisation über 1588 ist bereits seit 2008 als IEEE Norm festgeschrieben und wird bereits in verschiedensten Bereichen verwendet. Bisher war die Nutzung dieses Standards immer mit exotischer Hardware verbunden, also mit Implementierungen von Netzwerkadaptern in verschiedenen FPGAs oder Embedded Controller. Mit der Einführung der Intel Netzwerkchip Familien Intel I21x und Intel I35x ist dieser Standard nun für den Consumer Markt verfügbar. Somit ist die Grundlage für neue Projekte…
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Präzisions-Designs mit differenzieller Verstärker-Ansteuerung
Immer mehr der neuesten, hochauflösenden A/D-Wandler, die von der Industrie angeboten werden, besitzen differenzielle Eingänge zum Maximieren der Performance. In diesem Beitrag wird der 150-MHz-FDA THS4551 als Beispiel herangezogen, wie sich viele Vorteile vollständig differenzieller Verstärker umsetzen lassen.
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Kabellose Energieübertragung: Spulen als zentrale Bauelemente
Der Erfolg Drahtloser Ladelösungen hängt vom Einhalten eines Standards auf der Sender und Empfängerseite ab. Nur wenn gewährleistet ist, dass das Gerät herstellerunabhängig an jeder dem Standard entsprechenden Ladestation problemlos geladen werden kann, wird sich das System im Markt durchsetzten.
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Ruhiger Schaltregler für Audioverstärker
Diese Applikation macht deutlich, wie wichtig eine richtige Auswahl von Filterkomponenten und das Leiterplatten-Layout eines Schaltreglers ist. Leiterschleifen können in benachbarten Schaltkreisen oder Leitungen Störspannungen koppeln, was zur erhöhten Abstrahlung der Funkstörfeldstärke führt.
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Flacher Abwärtswandler mit Serienkondensator spart Leiterplattenfläche
Mit Abwärtswandlern mit Serienkondensator lassen sich effiziente, mit hoher Frequenz schaltende Spannungsregler realisieren, die erheblich kleiner als konventionelle Wandler sind. Die einzigartige Topologie eignet sich für Point-of-Load-Wandler mit hohem Spannungsverhältnis und weist eine geringere Fläche und Bauhöhe auf als andere Topologien.
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Überlegungen zum Tausch von Ladespulen für die drahtlose Energieübertragung
In Anbetracht des Bedarfs an drahtlosen Ladeanwendungen bei verschiedenen tragbaren Geräten und zur Unterstützung von Technikern bei der Entwicklung weiterer Endprodukte mit drahtloser Ladefunktionalität wurde dieser Anwendungshinweis verfasst. Er enthält Empfehlungen und beschreibt Methoden zum Tausch drahtloser Ladespulen.
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Asynchrone Abwärtswandler mit geringer Ruhestromaufnahme auch bei hohen Temperaturen?
Glaubt man der Werbung, haben viele moderne Abwärtswandler eine sehr geringe Ruhestromaufnahme (Iq) in der Größenordnung von 20 bis 40 Mikroampere. In Wirklichkeit jedoch ist die Stromaufnahme ohne Last deutlich höher. Bei höheren Temperaturen kann sich die Stromaufnahme sogar um Größenordnungen verändern. Dieser Artikel befasst sich damit, woraus sich die Stromaufnahme ohne Last – neben dem Iq-Wert des eigentlichen Wandlers – zusammensetzt und in welcher Weise sie von der Temperatur abhängt.…
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Zehn Möglichkeiten zum Aufteilen einer Versorgungsspannung
Es kann verschiedene Gründe geben, die das Aufteilen einer Versorgungsspannung für einen Ingenieur wünschenswert machen. In einigen Fällen benötigen bestimmte Teile der Schaltung (z. B. ein Sensor oder ein IC) eine bipolare Versorgungsspannung. Weitere Beweggründe können die möglichst gute Ausnutzung des Dynamikbereichs eines A/D-Wandlers (wenn dieser einen bipolaren Eingang besitzt) oder die Bereitstellung einer mittleren Bias-Spannung in einem System mit einer Versorgungsspannung sein.…
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Eine Einführung in Schrittmotoren
Der Schrittmotor wurde ursprünglich entwickelt, um die Fähigkeit elektronischer Systeme weiter auszubilden, auf die reale Welt einzuwirken und einen höheren Grad an Kontrolle über mechanische Systeme zu bieten. Die Schlüsselspezifikationen für die Entwicklung zielten auf einen kostengünstigen Motor mit geringen Abmessungen ab, der die präzise Bewegungssteuerung leistet, welche für Produkte wie Scanner und Drucker, Geldautomaten, Plattenlaufwerke, Bandlaufwerke, Kameras und andere kleine…
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Stabilisierung von Differenzverstärkern für Kopfhörer-Anwendungen
Kopfhörerverstärker zu stabilisieren, stellt eine besondere Herausforderung dar. Dies liegt an der Schaltungs-Topologie des Differenzverstärkers und den Forderungen nach niedriger Ausgangsimpedanz, geringen Verzerrungen, geringem Rauschen und hoher Gleichtaktunterdrückung. Die hier vorgestellte Differenzverstärker-Schaltung ermöglicht einen stabilen Betrieb an kapazitiven Lasten, ohne dass die Ausgangsimpedanz bei niedrigen Frequenzen zunimmt oder die Gleichtaktunterdrückung beeinträchtigt wird.…
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Wireless-Power-Transfer im industriellen Umfeld
Mit steigender Verbreitung des Wireless-Power-Transfers in der Konsumerelektronik wie z.B. in Smartphone-Ladestationen, blickt auch die Industrie- und Medizintechnik immer mehr auf diese Technologie und auf die daraus resultierenden Vorteile. Gerade in Industriebereichen, die mit harten Umgebungsbedingungen, scharfen Reinigungsmitteln, starker Verschmutzung und hoher mechanischer Belastung kämpfen müssen, bietet diese Technologie neue Ansätze als Alternativen zu teuren und anfälligen…
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Warum ist Signaltrennung in Mess- und Regelsystemen so wichtig?
In industriellen Mess- und Regelsystemen gehört die Signaltrennung zu den entscheidenden Faktoren für die Zuverlässigkeit und die Betriebssicherheit. Um Prozesse zuverlässig beobachten und steuern zu können, müssen Eigenschaften oder Zustände exakt durch die gemessenen Signale erfasst werden. Das Messsystem selbst muss vor äußeren Einflüssen und Zerstörung geschützt werden. Wie das realisiert werden kann, erfahren Sie in diesem Beitrag.