Buck-Boost-Wandler für redundante 12V/12V-Bordnetze

| Redakteur: Kristin Rinortner

Buck-Boost-Regler für autonome Autos: Der bidirektionale Schaltregler ist geeignet, um zwei Bordnetze gleicher Spannung redundant abzusichern.
Buck-Boost-Regler für autonome Autos: Der bidirektionale Schaltregler ist geeignet, um zwei Bordnetze gleicher Spannung redundant abzusichern. (Bild: Analog Devices)

Der bidirektionaler Buck-Boost-Wandler LT8708 mit einem Wirkungsgrad von 98 Prozent eignet sich für den Einsatz zwischen zwei Bordnetzen gleicher Spannung – und ist somit gut geeignet für die Redundanz in selbstfahrenden Autos.

Analog Devices hat mit dem LT8708/-1 einen bidirektionalen Buck-Boost-Schaltregler mit einem Wirkungsgrad von 98 % auf den Markt gebracht, der für den Einsatz zwischen zwei Bordnetzen gleicher Spannung vorgesehen ist. Damit eignet er sich für die Redundanz in selbstfahrenden Autos.

Der Chip ist für Eingangsspannungen ausgelegt, die größer, kleiner oder gleich der Ausgangsspannung sein können. Er ist dadurch sehr gut in Anwendungen einsetzbar, in denen – wie in Hybrid- und Elektrofahrzeugen – zwei Bordnetze mit identischen Spannungen von 12; 24 oder 48 V vorhanden sind. Zwischen beiden Bordnetzen eingesetzt, verhindert er ein Abschalten des Systems bei einem Ausfall eines der beiden Netze. Darüber hinaus eignet sich der Baustein auch für Systeme mit zwei verschiedenen Bordnetzspannungen von 48 und 12 bzw. 48 und 24 V.

Der Schaltregler mit einer einzigen Spule arbeitet über einen Eingangsspannungsbereich von 2,8 bis 80 V und liefert Ausgangsspannungen zwischen 1,3 und 80 V. Abhängig von den gewählten externen Bauelementen und der Anzahl der Phasen kann er dabei auf eine Leistung von mehreren kW kommen. Der Baustein vereinfacht die bidirektionale Leistungsregelung in batterie- oder kondensatorbasierten Backup-Stromversorgungen, bei denen UOUT und UIN, und/oder IOUT und IIN in beiden Richtungen geregelt werden müssen. Er unterstützt sechs unabhängige Regelungsarten und kommt deshalb für zahlreiche Anwendungen in Frage.

Der LT8708-1 wird parallel zum LT8708 eingesetzt, um die Leistung und die Zahl der Phasen zu erhöhen. Der LT8708-1 arbeitet stets als Slave für den als Master fungierenden LT8708, wobei er phasenversetzt getaktet werden und die gleiche Leistung wie der Master liefern kann. Einem Master lassen sich ein oder mehrere Slaves zuordnen, um das System für proportional mehr Leistung und Strom zu dimensionieren.

Eine weitere Anwendung ergibt sich, wenn eine Eingangsspannung einerseits einen Verbraucher versorgt und andererseits eine LT8708/-1-Schaltung speist, mit der eine Batterie oder eine Superkondensator-Bank geladen wird. Bei einem Ausfall der Eingangsspannung ist dank der Bidirektionalität des LT8708 gewährleistet, dass die Versorgung des Verbrauchers aus der Batterie bzw. den Superkondensatoren erhalten bleibt.

Vorwärts- und Rückströme am Eingang und Ausgang des Wandlers lassen sich überwachen und begrenzen, wobei die Höhe aller vier Grenzströme (Vorwärts- und Rückstrom am Eingang sowie Vorwärts- und Rückstrom am Ausgang) mit vier Widerständen separat festlegbar ist. In Verbindung mit dem DIR-Pin (Direction) lässt sich der Chip für die Leistungsübertragung von UIN nach UOUT oder von UOUT nach UIN konfigurieren, was ideale Voraussetzungen für Automotive-, Solar-, Telekommunikations- und batteriebetriebene Systeme bietet.

Der LT8708 wird in einem 5 mm x 8 mm großen QFN-40-Gehäuse angeboten. Es stehen drei Temperaturversionen zur Wahl, mit einem Betriebstemperaturbereich von –40 bis 125 °C für die Extended- und Industrial-Version sowie von –40 bis 150 °C für die Automotive-Version.

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