Schaltnetzteile mit Remote-Sense-Funktion: Unverzichtbar für eine präzise Spannungsversorgung

Immer wenn die Spannungsversorgung sehr präzise sein muss, sind Schaltnetzteile mit Remote Sense eine gute Lösung. Sie wird eingesetzt, um den Spannungsabfall, der durch den Widerstand des Verbindungskabels entsteht, zu kompensieren. Dies ist besonders wichtig bei Systemen, die eine hohe Spannungsgenauigkeit erfordern.

Generell wird die Remote-Sense-Funktion bei niedriger Ausgangsspannung der Stromversorgung, hohem Ausgangsstrom, langer Kabellänge, kleinem Kabelquerschnitt oder bei Schaltkreisen mit hoher Spannungsgenauigkeit eingesetzt.

Hier ein Beispiel: Eine Stromversorgung mit einer Ausgangsspannung von 5 V und einem Ausgangsstrom von 90 A wird mit einer Leitung mit einem Widerstand von 0,001Ω betrieben. Damit ergibt sich ein Spannungsverlust von 0,09 V. Bei einer Spannungsgenauigkeitsanforderung von 5 % ist Remote Sense nicht erforderlich:

Ulast = 5 V − 0,1 V = 4,91 V > 5 V × (1 − 0,05) = 4,75 V

Bei einer Anforderung von 1% ist Remote Sense jedoch erforderlich:

Ulast = 5 V − 0,1 V = 4,9 V > 5 V × (1 − 0,01) = 4,95 V

Gerade bei Anwendungen mit einer geringen Versorgungsspannung, einem hohen Laststrom und langen Anschlussleitungen kann die Verwendung von Netzteilen mit Remote Sense für einen genauen Spannungswert an der Last sorgen.

Beim Anschluss von Remote Sense müssen die Sense+ und Sense- Leitungen korrekt mit der positiven und negativen Seite der Ausgangslast verbunden werden. Um Störungen zu vermeiden, sollten die Sense-Leitungen miteinander verdrillt werden (siehe Abb. 1).

Es gibt auch Grenzen bei der Verwendung von Remote Sense, da der Kompensationsbereich, typischerweise von 0,3 V bis 1,0 V reicht. Auch muss darauf geachtet werden, dass man in der Anwendung unterhalb des Schwellenwertes für die Überspannungserkennung bleibt. Wenn das Netzteil die Ausgangsspannung am Gerät so stark erhöhen muss, um die Last mit dem gewünschten Spannungswert versorgt wird, kann die Überspannungserkennung OVP aktiviert werden. Remote Sense ist besonders vorteilhaft in Präzisionsmesssystemen und bei empfindlichen elektronischen Geräten, da eine stabilere Ausgangslastspannung gewährleistet wird. Eine präzise Spannungsversorgung ist sehr oft entscheidend.

a) Konstante Ausgangsspannung durch den Einsatz von Remote Sense bei unterschiedlichen Lastströmen: Wie hilfreich Remote Sense ist, wenn der Laststrom unterschiedliche Werte annimmt, kann man im nachfolgenden Beispiel sehr gut erkennen. Betrachten wir das Beispiel des CQB150W-24S12: Ohne Remote Sense zeigt die Ausgangsspannung der Last einen stärkeren Abfall (dargestellt durch die blaue Linie, siehe Abb. 2), verglichen mit der Verwendung von Remote Sense (orangefarbene Linie). Da Präzisionsmesssysteme eine exakte Versorgungsspannung benötigen, ist eine Stromversorgung mit Remote Sense für eine konstante Spannung unerlässlich.

b) Auch bei empfindlichen elektronischen Geräten ist Remote Sense von großem Nutzen. Die Wellenform der Ausgangsspannung der Last des CQB150W-24S12 zeigt bei einer Änderung des Ausgangsstroms von 100% auf 0% und zurück auf 100% eine stabilere Spannungswellenform, wenn Remote Sense verwendet wird. Dies ist auf der linken Seite der Abbildung zu sehen und im Vergleich zur rechten Seite ohne Remote Sense deutlich stabiler (siehe Abb. 3).

Stromversorgungen mit Remote Sense sorgen für eine genauere Versorgungsspannung an der Last. Auch das Regelverhalten bei Lastwechseln wird durch Remote Sense verbessert. Stromversorgungen mit Remote Sense sollten daher in allen Systemen implementiert werden, die hohe Anforderungen an die Spannungsgenauigkeit stellen.