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Ultraschneller Gleichrichter US1M – Warum es Sinn macht, ein 1000 V Bauteil an einem 24 V Feldbus für die intelligente Gebäudetechnik einzusetzen

US1M

Vor einigen Jahren wurde der KNX-Standard in die internationale Norm ISO/IEC 14543-3 für die intelligente Gebäudetechnik übernommen. Darin sind Protokolle zur Informationsübertragung definiert, die entweder die traditionelle Stromleitung nutzen, Ethernet, Funksignale oder ein 24 V Feldbussystem. Bei letzterem benötigt jedes Gerät, das mit dem Feldbus verbunden ist; einen nicht-isolierten DC/DC-Wandler kleiner Leistung. Er wandelt die Bus-Spannung von 21 bis 30 V auf die von der Elektronik benötigten 5 V oder niedriger um. Da in typischen Installationsdosen kaum Platz vorhanden ist, werden hochfrequent schaltende Wandler eingesetzt, um magnetische Elemente wie Spulen und Übertrager möglichst klein zu halten.

An dieser Stelle kommt die US1M mit 1 A, 75 ns und 1 000 V ins Spiel. Als Faustregel sollte die Freilauf-Diode in Schaltreglern ein mindestens 7-mal höheres V_RRM als die maximal zulässige Gleichspannung aufweisen. In diesem Fall wären das 7 x 30 V = 210 V. Dadurch wird verhindert, dass Spannungsspitzen beim hochfrequenten Schalten die Diode beschädigen. Eine Schottky-Diode ist hier nicht möglich, da deren maximales V_RRM bei lediglich etwa 200 V liegt. Ein 400 V ultraschneller Gleichrichter wäre hier eine erste Idee. Aber Gebäude-Systemtechnik muss verlässlich über viele Jahre laufen. Schalter und Displays, die von uns Menschen berührt werden, sind ESD-Spannungen von mehreren 1 000 V ausgesetzt. Obwohl nur ein Teil davon die Elektronik des Feldbus-Gerätes erreicht, ist es sinnvoll, eine zusätzliche Sicherheitsreserve bei den eingesetzten Komponenten einzuplanen. Die 1 000 V der US1M bieten ausreichenden Schutz für eine über Jahre zuverlässig funktionierende Gebäudetechnik.

 

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