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at - Automatisierungstechnik

Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik

[AT - Automation Technology: Methods and Applications of Control, Regulation, and Information Technology
]

Editor-in-Chief: Bretthauer, Georg

12 Issues per year


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ISSN
2196-677X
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Volume 61, Issue 12

Issues

Modellierung eines Smart High-Side Power ICs

Modelling of a Smart High-Side Power IC

Mathias Blank / Tobias Glück / Andreas Kugi / Hans-Peter Kreuter
Published Online: 2013-12-11 | DOI: https://doi.org/10.1515/auto.2013.1003

Zusammenfassung

Dieser Beitrag behandelt die mathematische Modellierung eines Smart High-Side Power ICs. Smart Power ICs sind Leistungsschalter mit integrierten Regelungs- und Schutzfunktionen. Ausgehend von der vollständigen Schaltung des ICs wird eine für die Systemanalyse und den Reglerentwurf geeignete Ersatzschaltung abgeleitet und mathematisch modelliert. Damit ist es möglich, das Großsignalverhalten des Smart Power ICs mit Hilfe eines Differentialgleichungssystems fünfter Ordnung zu beschreiben. Anhand von Simulationsergebnissen wird das mathematische Modell mit der vollständigen Schaltung verglichen.

Abstract

This paper is concerned with the mathematical modeling of a Smart High-Side Power IC. Smart Power ICs are power switches with integrated control and protection functions. On the basis of the full circuit of the Smart Power IC, an equivalent circuit, tailored to the needs of systemanalysis and control design, is introduced and mathematically modeled. This allows to model the large signal behavior in form of an explicit system of five nonlinear differential equations. In simulation studies, the proposed model is compared with the full circuit implemented in a circuit simulator.

Keywords: Smart Power IC; Power MOSFET; mathematical modeling

Schlagwörter: Smart Power IC; Power MOSFET; mathematische Modellierung

About the article

Mathias Blank

Dipl.-Ing. Mathias Blank ist Projektassistent am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der Technischen Universität Wien. Hauptarbeitsgebiete: Modellbasierter Entwurf von Regelungs- und Schutzkonzepten für Leistungshalbleiter.

Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik A-1040 Wien

Tobias Glück

Dipl.-Ing. Dr. techn. Tobias Glück ist Projektassistent am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der Technischen Universität Wien. Hauptarbeitsgebiete: Modellbasierter Beobachter- und Regelungsentwurf mit Anwendungen in der Pneumatik und Elektromechanik.

Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik A-1040 Wien

Andreas Kugi

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Andreas Kugi ist Institutsvorstand am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der Technischen Universität Wien. Hauptarbeitsgebiete: Modellierung, Simulation und Regelung nichtlinearer sowie infinit-dimensionaler mechatronischer Systeme mit Anwendungen in der Hydraulik und Pneumatik, der Walzwerksautomatisierung, in der Automobilindustrie sowie für mikromechanische Systeme.

Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik, A-1040 Wien

Hans-Peter Kreuter

Dipl.-Ing. Dr. techn. Hans-Peter Kreuter ist Entwicklungsingenieur bei Infineon Österreich in Villach. Hauptarbeitsgebiete: Mixed-Signal Design und Verifikation von Automobilelektronik.

Infineon Technologies Austria AG, Siemensstraßse 2, A-9500Villach


Received: 2013-01-31

Published Online: 2013-12-11

Published in Print: 2013-12-01


Citation Information: at – Automatisierungstechnik at – Automatisierungstechnik, Volume 61, Issue 12, Pages 849–858, ISSN (Online) 2196-677X, ISSN (Print) 0178-2312, DOI: https://doi.org/10.1515/auto.2013.1003.

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