Aktoren: Grundlagen und Anwendungen by H. Janocha (auth.), Professor Dr.-Ing. Hartmut Janocha

By H. Janocha (auth.), Professor Dr.-Ing. Hartmut Janocha (eds.)

Aktoren sind wichtige Komponenten der Automatisierungstech- nik. In ihnen werden elektrische Steuerimpulse in der Regel in mechanische Funktionsabl{ufe umgewandelt. In diesem Buch werden Aktoren aus den unterschiedlichsten technischen Disziplinen erstmals gemeinsam, d.h. fach}ber- greifend und unter praxisrelevanten Gesichtspunkten darge- stellt. ]ber die grundlegenden Prinzipien hinaus behandeln die automobile- ren charakteristische Realisierung und Anwendungsbeispiele, die den Leser in die Lage versetzen, eigene L|sungen f}r Problemstellungen zu entwickeln und Alternativen bewertend zu vergleichen.

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Die vorliegende Arbeit entstand wiihrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut fUr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Herrn Professor Dr. -Ing. Dr. h. c. mult. H. J. Warnecke danke ich fiir seine wohlwollende Unterstiitzung und Forderung der Arbeit.

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Beim Übergang vom Quasisättigungs- zum Verstärkungs bereich geht die Speicherladung auf den sehr kleinen Basisanteil zurück. Der Transistor ist aus diesem Zustand schnell abschaltbar. 2 Schaltvorgänge und dynamische Verluste Die Schaltvorgänge im Leistungstransistor können im wesentlichen durch den Auf- und Abbau der Speicherladung beschrieben werden. 6 sind diese Vorgänge schematisch dargestellt. Für den Abschaltvorgang ist es vorteilhaft, zunächst eine weitgehende Entsättigung durch eine allmähliche Rückführung der Basisansteuerung vorzunehmen.

H. wenigstens im Schaltbetrieb alle Arbeitspunkte zuzulassen. 9. Sicherer Arbeitsbereich (Abschalten). 1: konventioneller Transistor, 2: feinstrukturierter Transistor, a: Abschaltvorgang ohne RCD-Beschaltung, b: mit RCD-Beschaltung Die Bedeutung dieser Entwicklung ist aus den beiden Ausschaltkurven (a) und (b) ersichtlich. (a) stellt den Verlauf von Kollektorstrom und Kollektor-Emitter-Spannung im beschaltungsfreien Transistor dar (induktive Last mit Freilaufdiode). Erst nach Aufbau der vollen Gegenspannung beginnt der Stromabfall, eventuell begleitet von parasitären induktiven Überspannungen.

Die Schaltgeschwindigkeit wird im wesentlichen durch die Entladung der Gatekapazität bestimmt. Ausschaltzeiten von 250 ns 01 erzugs- und Fallzeit) sind bei schneller Entladung erreichbar, bei optimaler Ansteuerung auch Ausschaltzeiten unter 100 ns. MOSFET-Module ftir 100 V Sperrfähigkeit werden mit Durchlaßwiderständen von weniger als 10 mQ hergestellt, sie sind ftir einen kontinuierlichen Drainstrom von 200 A zugelassen. Inzwischen werden MOS-Transistoren bereits mit "intelligenten" Eigenschaften geliefert.

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