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24 Elektronik 0 9 2024 Passive Bauelemente digitalen Schaltungsbeschreibungen Im Folgenden geht es um drei Anwendungsfälle die zeigen wie QSPICE die Inte gration von digitalen Steuerungen mit analoger Tempera turerfassung in Schaltungssimulationen ermöglicht Temperaturregelschaltung eines Ofens mit RS-Verriegelungslogik Der erste Anwendungsfall ist eine Ein AusSchaltung zur Temperaturregelung Bild 1 mit einem bistabilen RSLatch Die Schaltung verfügt über eine Sicherheitsschwelle die ver hindert dass sich der Stromkreis im Fall einer Unterbrechung unbegrenzt aufheizt Das VerilogModul ist das graue Käst chen mit der Bezeichnung RS latchFS FS steht für Failsafe Ein Vorteil der Verwendung des VerilogModuls zum Aufbau des Mikrocontrollers besteht darin dass die Ausfallsicherheit allein durch die Programmierung der ADCWandlung des Temperatursignals implementiert werden kann In Bild 2 ist zu erkennen dass die Temperatur des Ofens bei 40 °Cbeginnt Diese niedrige Temperatur löst die Failsafe Funktion des RSLatch aus wie das 1VSignal im oberen Diagramm von der 0h bis zur 2hMarke anzeigt Obwohl das Failsafe aktiviert ist und die Heizung blockiert erwärmt sich der Ofen allmählich auf 25 °C Nach zwei Stunden wenn die Temperatur 10 °C – die untere FailsafeSchwelle bei 2 5 V – überschreitet setzt die Heizung ein Der Backofen heizt dann auf fast 80 °Cauf bevor der Heizzyklus abgeschaltet wird und der Backofen auf etwa 60 °Cabkühlt bevor der Heiz zyklus erneut beginnt Dieser Prozess passt sich selbst an Veränderungen der Raumtemperatur an Obwohl die Simulation nur eine Sekunde dauert entspricht sie einem realen Betrieb von 28 Stunden Darüber hinaus bietet QSPICE die Möglichkeit die Parameter des Modells anzupassen zum Beispiel den Widerstand des NTC bei 25 °CdR25 und seinen Temperaturkoeffizienten dB die innerhalb eines Bereichs von ±5 % beziehungsweise ±1 % liegen Diese Funktion ermöglicht die Untersuchung ver schiedener extremer Betriebszustände Bild 3 Temperaturregelung eines Ofens mit Optotriac und PWM-Regler Bild Vishay Intertechnology Bild 4a Mittleres Tastverhältnis Bild Vishay Intertechnology Bild 4b Kurzes Tastverhältnis Bild Vishay Intertechnology 4a 4b