DC/DC-Wandle Geringe Wärmebelastung dank hoher Wirkungsgrade

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

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(Bild: Linear Technology)

Linear Technology Corporation hat den einen Synchron-DC/DC-Aufwärtsreglercontroller LTC3769 vorgestellt, der anstelle der Boost-Diode einen n-Kanal-MOSFET verwendet und dadurch einen höheren Wirkungsgrad erzielt und höhere Ausgangsströme ermöglicht. Der neue Controller kann eine Eingangsspannung von 12 V mit einem Wirkungsgrad von bis zu 98% in eine Ausgangsspannung von 24 V bei einem Ausgangsstrom von bis zu 5 A umsetzen. Er eignet sich deshalb bestens für Anwendungen in der Automobilelektronik, Industrie und Medizintechnik, die einen kompakten DC/DC-Aufwärtsregler mit möglichst geringer Wärmeentwicklung erfordern.

Der LTC3769 startet zuverlässig bei Eingangsspannungen von 4,5 bis 60 V, begnügt sich nach dem Starten mit einer Mindesteingangsspannung von nur 2,3 V und kann eine geregelte Ausgangsspannung von bis zu 60 V liefern. Der geringe Standby-Stromverbrauch von nur 28 µA (bei geregelter Ausgangsspannung) führt bei batteriebetriebenen Geräten zu einer längeren Batterielaufzeit. Die integrierten 1,2-Ω-n-Kanal-MOSFET-Gate-Treiber können auch große MOSFET-Gates steilflankig ansteuern; sie minimieren dadurch die Schaltverluste und ermöglichen Ausgangsströme bis zu 10 A.

Die programmierbare Strombegrenzung ist in jedem einzelnen Zyklus wirksam. Die dafür notwendige Ausgangsstrommessung kann wahlweise mithilfe eines externen Messwiderstands erfolgen oder durch Messung des Spannungsabfalls über dem ohmschen Widerstand (DCR) der Induktivität. In Anwendungen, in denen die Eingangsspannung höher als die geregelte Ausgangsspannung sein kann, kann der LTC3769 den Synchron-MOSFET kontinuierlich im eingeschalteten Zustand halten, sodass die Ausgangsspannung bei minimalem Leistungsverlust der Eingangsspannung folgt. Die Current-Mode-Architektur des LTC3769 erlaubt es, die Schaltfrequenz im Bereich von 50 bis 900 kHz zu wählen oder mit einem externen Taktsignal zwischen 75 und 850 kHz zu synchronisieren. Der LTC3769 verfügt über eine programmierbare Soft-Start-Funktion, liefert ein „Power Good“-Signal und bietet über den gesamten Betriebstemperaturbereich von –40 bis 125 °C eine Referenzspannungsgenauigkeit von ±1%.

Der LTC3769 ist in einem 20-poligen TSSOP-Gehäuse und einem 24-poligen QFN-Gehäuse mit 4 mm x 4 mm Grundfläche verfügbar. Es gibt vier Versionen für unterschiedliche Temperaturbereiche: –40 bis 125 °C (erweiterte und industrielle Temperaturbereiche), –40 bis 150 °C (Hochtemperaturversion für die Automobilindustrie) und –55 bis 150 °C (für militärische Anwendungen).

Die wichtigsten Leistungsmerkmale: LTC3769

  • Wirkungsgrad bis 98%,
  • Ausgangsspannung bis 60 V,
  • weiter Eingangsspannungsbereich von 4,5 bis 60 V; nach dem Starten genügt eine Eingangsspannung von 2,3 V,
  • sehr geringer Ruhestrom von nur 28µA verlängert die Batterielaufzeit in batteriebetriebenen Anwendungen,
  • 4 µA Shutdown-Strom,
  • leistungsfähige 1,2-Ω-Gate-Treiber,
  • Synchron-MOSFET kann mit 100% Tastverhältnis betrieben werden,
  • Schaltfrequenz ist PLL-synchronisierbar von 75 bis 850 kHz,
  • feste, programmierbare Schaltfrequenz zwischen 50 und 900 kHz,
  • Strommessung über externen Widerstand oder durch Messung des Spannungsabfalls über der Induktivität,
  • Current-Mode-Regelung,
  • ±1% Referenzspannungsgenauigkeit über den Temperaturbereich von –40 bis 125 ºC,
  • programmierbare Soft-Start-Funktion,
  • „Power Good“-Ausgang.

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