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So halten Sie den Standby-Strom von Speichern im Auto niedrig

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Wie sich mit dem BIAS-Pin die Effizienz erhöhen lässt

LT8610A und LT8610AB verwenden zwei interne nMOSFETs, die für automotive Applikationen ausgelegt sind. Besonders der Gatetreiber benötigt weniger als 3 V, um die FETS zu schalten. Für die Gatetreiber verfügen LT8610A/AB über interne Linearspannungsregler, deren Ausgang jeweils am INTVCC-Pin liegt (den INTVCC nicht mit Last verbinden!).

Ein wichtiges Merkmal ist, dass der interne Regler einen Strom entweder vom VIN-Pin oder dem BIAS-Pin ziehen kann. Bleibt der BIAS-Pin offen, wird der Gatetreiberstrom von VIN bezogen. Ist die Spannung am BIAS-Pin 3,1 V oder höher, wird der Gatetreiberstrom aus BIAS bezogen. Ist die BIAS-Spannung kleiner als VIN, läuft der interne lineare Regler mit höherem Wirkungsgrad unter Nutzung der geringen Versorgungsspannung, was den Gesamtwirkungsgrad erhöht.

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Je höher die Schaltfrequenz, umso sinnvoller die externe Versorgung des BIAS

Die ermittelte Effizienz in den Bildern 1, 4 und 7 wurde bei offenem BIAS aufgenommen. Stehen nur 1,5 V zur Verfügung, ist es nicht ratsam, den BIAS-Pin zu belegen. Stehen aber 3,3 oder 5 V zur Verfügung, ist der BIAS-Pin zu belegen, selbst wenn diese Versorgung im Standby oder bei ausgeschalteter Zündung nicht anliegt.

Bild 8 zeigt die Effizienz mit und ohne 3,3-V-Versorgung an BIAS. Zur Ermittlung der Gesamteffizienz wurde die Leistung aus der 3,3-V-Versorgung einbezogen und es wurde angenommen, dass diese mit 85% Effizienz vorliegt. Der Vorteil der externen Versorgung des BIAS ist umso größer, je höher die Schaltfrequenz ist, da der Gatetreiberstrom größer ist. Der LT8610A hat mehr Vorteile durch den externen BIAS im Vergleich zum LT8610AB – da beim AB-Typ die Burst-Mode-Strombegrenzung zu einer geringerem Betriebsfrequenz bei gegebener Last führt.

Nicht nur zur Speicherversorgung im Automobil

Der LT8610AB ist ein exzellenter Regler zur Stromversorgung in automobilen Anwendungen, einschließlich der 3,3- und 5-V-Versorgung mit Wirkungsgraden über 90% wie in Bild 9 gezeigt.

Eine wichtige Überlegung in Automotive-Applikationen ist das Verhalten beim Kaltstart- und bei Leerlauf-Transienten, wenn die 12-V-Batteriespannung auf unter 4 V sinkt. Der LT8610AB arbeitet mit Tastraten von 99% und bietet Regelung bis zur niedrigstmöglichen Ausgangsspannung. Bild 10a zeigt die Dropout-Spannung. Es ist die Differenz zwischen VIN und VOUT , wenn die Eingangsspannung in Richtung der vorgesehenen geregelten Ausgangsspannung abnimmt. Der LT8610AB zeigt auch ein exzellentes Start-up- und Dropout-Verhalten, was zu einer berechenbaren und zuverlässigen Ausgangsspannung als Funktion der Eingangsspannung führt. Bild 10b zeigt die Ausgangsspannung, wenn die Eingangsspannung von 0 auf 10 V steigt und dann zurück auf 0 V fällt.

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Dieser Autorenbeitrag ist in der Printausgabe ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft Automotive Electronics Engineering erschienen. Diese ist auch als kostenloses ePaper oder als pdf abrufbar. Oder: Bestellen sie das Probeabo mit drei kostenlosen Ausgaben!

ICs mit niedrigem Ruhestrom und hohem Wirkungsgrad

LT8610A und LT8610AB benötigen nur wenige externe Bauteile und eine niedrige Eingangssspannung. Sie haben einen geringen Ruhestrom und einen hohen Wirkungsgrad über einen breiten Lastbereich. Diese Merkmale machen sie zur bevorzugten Lösung – und zwar nicht nur für die Standby-Versorgung von DDR-Speichern im Auto. Die Tabelle fasst die Leistungsmerkmale der LT8610-Familie zusammen.

* David Gilbert ist Associate Design Engineer, Power Products bei der Linear Technology Corp..

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