Smart-Power

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

Smart Power

Smart Power Design

Mixed-Signal-ASICs erlauben es Ihnen, anspruchsvolle und preiswerte Systeme zu entwickeln, die komplexe Mess-, Steuer- und Regelaufgaben erfüllen. Durch Überwachung von Betriebsparametern wie Temperatur, Spannungen und Strom wird für das System eine hohe Zuverlässigkeit erreicht. Auf den Bausteinen können Leistungen bis zu 10 Watt direkt gesteuert werden. Höhere Leistungen erreicht man mit zusätzlichen Powermodulen.

 

Projektbeispiele

Integrierte Signalauswertung für magnetische Drehgeber

drehgeber

Für schnelle, hochauflösende magnetische Drehgeber wurde ein 1,2 µm CMOS Mixed-Signal-ASIC zur Signalauswertung entwickelt. Für die Aufbereitung der Sinus- und Cosinussignale sowie für eine Referenz- und Abstandsspur, die von einer magnetischen Widerstandsbrücke gemessen werden, sind vier analoge Kanäle integriert. Automatische Verstärkungsregelung, Offsetkompensation und Phasenkorrektur werden genutzt, um normalisierte Sinus- und Cosinussignale zu erzeugen, die durch einen 5-bit-ADU interpoliert werden.

ASIC für Antriebsregelung

Für den Einsatz in einer Antriebsregelung wurde ein 5 Volt CMOS-ASIC implementiert. Das Bauteil besteht aus fünf 14 bit SD-ADUs zur Messung von zwei Phasenströmen, der Motorspannung und der Temperatur von Leistungselektronik und Elektromotor. Eine Kurzschluss- und Überspannungsschutzschaltung ist integriert. Zwei zusätzliche 14 bit ADUs und zwei 11 bit DAUs sind für weitere Steuerfunktionen vorgesehen.

ASIC für Magnetschalter

Für Webmaschinen wird eine sehr hohe Anzahl magnetischer Schalter benötigt, die bei jedem Webvorgang individuell aktiviert werden müssen. Ein Mixed-Signal-ASIC wurde entwickelt, das Halbbrückentreiber zur Ansteuerung von 16 Magnetschaltern beinhaltet. Die Bausteine können beliebig kaskadiert werden. Hohe Zuverlässigkeit wird durch Leitungsunterbrechungs- und Kurzschlusserkennung für jeden Treiber sowie durch Temperatur- und Spannungsüberwachung für jeden Baustein erreicht. Der Baustein wird auf einem 0,8 µm CMOS-Hochvoltprozess gefertigt.