Die wichtigsten Abkürzungen im Bereich Schaltungsschutz und Schaltungstechnik

Dieser Beitrag erklärt eine Fülle von Abkürzungen aus dem Bereich Schaltungsschutz und Schaltungstechnik. Dabei geht es im Schwerpunkt um Schutzmaßnahmen durch Bauteile und Schaltkreise, aber auch allgemein um Schaltverfahren – beispielsweise bei Schaltwandlern und Wechselrichtern.

Die folgende Zusammenstellung enthält kurze Erklärungen für wichtige Abkürzungen und Begriffe aus den Themengebieten Schaltungsschutz und Schaltungstechnik. Verknüpfungen zu themenbezogenen Fachbeiträgen wie auch zu weiterführenden Web-Seiten liefern dabei viele weitere Details und informieren über den Stand der Technik.

ACC, Automatic Current Control

Ein automatische Stromregelung erfolgt beispielsweise bei Laserdioden, wo es auf eine exakte Lichtleistungsdosierung oder auf Bauteilschutz (thermische Überlastung) ankommt.

APC, Automatic Power Control

Schaltkreise oder Verfahren zur Leistungssteuerung oder -regelung erfolgen in mehreren Elektronikbereichen. Beim Mobilfunk steht Energiesparen und möglichst geringe Emission im Vordergrund, bei Laserdioden geht es eher um eine exakte Lichtleistungsdosierung oder um Bauteilschutz. In der Leistungselektronik sind oft thermische Betriebsgrenzen ein Grund zur Leistungsregelung.

ASE, Advanced Safety Electronics

Fortschrittliche Elektronik im Bereich der Funktionalen Sicherheit

CCM, Continous Current Mode

Für DC/DC-Wandler mit Synchrongleichrichtung (Schalter S1 und S2 als MOSFET ausgeführt) ist das ein Betriebsmodus mit konstanter Schaltfrequenz und kontinuierlich fließendem Strom. Bei diesem nicht-lückenden Betrieb kann der Ausgangsstrom sogar negativ sein. Der Applikationshinweis AN6608 zum DC/DC-Wandler MAX17503 stellt die drei Betriebsmodi CCM, DCM und PFM mit Signalverlauf anschaulich gegenüber.  

DCM, Discontinuous Current Mode / Discontinuous Conduction Mode

Für DC/DC-Wandler mit Synchrongleichrichtung (Schalter S1 und S2 als MOSFET ausgeführt) ist das ein Betriebsmodus mit nichtkontinuierlichem Stromfluss. Der lückende Betrieb bedeutet, dass der Strom in der Speicherdrossel innerhalb eines Schaltzyklus bis auf Null zurückgeht. Damit erhöht sich die Effizienz von Abwärtswandlern bei sehr kleinen Ausgangsleistungen. Der Applikationshinweis AN6608 zum DC/DC-Wandler MAX17503 stellt drei Betriebsmodi CCM, DCM und PFM mit Signalverlauf anschaulich gegenüber.

DDR, Dispositive Differentiell Residual

„DDR“ lautet der französische Begriff für RCD, bei uns bekannt als FI-Schalter (Fehlerstrom-Schutzschalter). Diese Abkürzung steht nicht aus technischen Gründen hier, sondern nur wegen ihrer Namensverwandtschaft mit dem ehemaligen SED-Staat.

FOD, Foreign Object Detection

Beim drahtlosen Laden spielt die Fremdobjekt-Erkennung ein wichtige Rolle für einen ungestörten Energietransfer und ohne Unfälle. Gerade bei größeren Leistungen über 100 W, wie etwa bei kontaktlosen Ladestationen für Elektrofahrzeuge, können Fremdobjekte zwischen den Transmitterspulen durch Wirbelstrominduktion schweren Schaden nehmen und sogar in Brand geraten. Die Fremdobjekt-Erkennung reduziert in solch einem Fall die zu übertragende Leistung oder blockiert den Ladevorgang.

HBSE, Hazard Based Safety Engineering

HBSE ist nichts Anderes als gefahrenbasierte Sicherheitstechnik. Die HBSE-Prinzipien schützen die Gerätebenutzer, indem sie potentiell gefährliche Energiequellen und die Mechanismen, durch die die Energie an einen Benutzer übertragen werden kann, identifizieren und geeignete Mittel vorschlagen, um diese Übertragungen zu verhindern – im Normalbetrieb wie auch bei Fehlerbedingungen. Sicherheitsvorkehrungen sind erforderlich, um vor Schmerzen oder Verletzungen zu schützen, die direkt durch elektrische Energie (Stromschlag) oder thermische Verbrennungen verursacht werden, und/oder um elektrisch verursachte Brände zu verhindern. Wichtig ist, dass HBSE auch die Wirksamkeit der Sicherheitsmaßnahmen beurteilt und von Produktherstellern den Nachweis verlangt, dass bekannte Gefahren berücksichtigt wurden und das Produkt physikalisch sicher in der Anwendung für den Benutzer ist. Obwohl die Norm 62368-1 risikobasiert ist, erfordern sie keine Risikoanalyse wie die IEC 60601-1. Die neue Norm IEC 62368-1 orientiert sich an den HBSE-Prinzipien und löst künftig die bisherige IEC 60950-1 und IEC 60065 ab. Für Designer stellt das einen wichtigen Übergang von IKT- und audiovisuellen Geräten dar.

OCP, Overcurrent Protection

Eine Sicherheitskomponente (Sicherung, elektronischer Schaltkreis, Schutzschalter) unterbricht den Stromkreis bei Überschreitung einer festgelegten Stromstärke über eine vorgegebene Zeit und schützt damit Leitungen, Schaltkontakte wie auch Leistungshalbleiter vor einer Schädigung durch zu hohe Ströme (Überstromschutzeinrichtung). Je nach Sicherheitsauslegung kann das Wiedereinschalten nach dem Auslösen automatisch oder manuell erfolgen.

OVP, Overvoltage Protection

Schutz vor Überspannungen

PFC, Power Factor Correction

Im Deutschen ist PFC die Korrektur des Leistungsfaktors. In Schaltnetzteilen oder Wechselrichtern können nichtlineare Leistungshalbleiter Oberwellen erzeugen, welche Verzerrungen und Störimpulse auf den sonst sinusförmigen Strom- und Spannungsverläufen verursachen. Die entstehende Verzerrungsblindleistung belastet die Stromleitungen, Phasenverschiebungen bewirken Frequenzverschiebungen und transiente Impulse können andere elektrische Verbraucher und Systeme leitungsgebunden wie auch über das elektromagnetische Feld stören. Gesetzlich ist vorgeschrieben, den Leistungsfaktor Cosinus Phi nahe an 1 zu bringen. Die passive Leistungsfaktorkorrektur erfolgt häufig durch Netzfilter aus Drosseln mit großer Induktivität und Glättungskondensatoren. Aktive Leistungsfaktorkorrektur ist in der Leistungselektronik ein vorgelagerter Schaltkreis zur Erzeugung einer erhöhten Zwischenkreisspannung, der steilen Schaltflanken und impulsartigen Ladeströmen im eigentlichen Schaltnetzteil entgegenwirkt.

PRCD, Portable Residual Current Protective Device

PRCD bezeichnet eine ortsveränderliche Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD) und ist auch als mobiler FI-Schalter oder FI-Zwischenstecker bekannt.

SIMO, Single Inductor Multiple Output

Durch die SIMO-Architektur (Single Inductor Multiple Output) der Abwärts-/Aufwärtswandler-Architektur ist die Anzahl der Induktivitäten und ICs, die zur Erzeugung der Ausgangsspannung erforderlich sind, weitaus geringer.

UIS, Unclamped Inductive Switching

Bezeichnet Schaltkreise, die induktive Lasten (Elektromotoren, Trafos, Speicherdrosseln) ohne Begrenzer-Dioden gegen die Betriebsspannungspotenziale oder ohne Freilaufdioden schalten.

UVLO, Undervoltage-Lockout - Unterspannungs-Einschaltverriegelung

Eine Überwachung der Treiberversorgungsspannung Vdd verriegelt die Ansteuerung von Leistungs-MOSFETs solange, bis die Schwellspannung zum Schalten des MOSFETs am Gates sicher überschritten ist. Insbesondere bei Halbleiterschaltungen sind instabile oder kritische Schaltübergangszustände zu vermeiden oder schnell zu durchlaufen, andernfalls können bei hohen Schaltleistungen durch Schaltverluste im Halbleiterkristall Bauteilschäden entstehen oder Oszillationen (Klingeln) verursachen Störaussendungen.