12.02.2018

Synchroner DC/DC-Controller mit drei Ausgängen für Start/Stoppsysteme

Analog Devices stellt den Power by Linear LTC7815 vor, einen hochfrequenten (bis zu 2,25 MHz) synchronen DC/DC-Controller mit drei Ausgängen (abwärts, abwärts, aufwärts wandelnd), der während einer Kaltstartbedingung im Automobil alle Ausgangsspannungen in Regelung hält.


Eine 12-V-Automobilbatterie kann während des erneuten Startens eines Motors oder Kaltstarts auf unter 4V abfallen und damit einen Reset von Infotainmentsystemen und weiterer Elektronik hervorrufen, die mit 5V Betriebsspannung und darüber arbeiten.


Der synchrone Aufwärtswandler speist die beiden Abwärtswandler, was einen Abfall der Ausgangsspannung verhindert, wenn die Spannung der Autobatterie einbricht. Das ist für Start/Stopp-Systeme im Automobil nützlich, die den Motor ausschalten, um Benzin zu sparen, wenn das Auto steht. Alternativ können die Buck-Controller vom Eingang für einen universellen Tripel-Ausgangs-Controller gespeist werden.


Der LTC7815 startet in einem Eingangsspannungsbereich von 4,5V bis 38V und bleibt danach bis hinunter zu 2,5V in Betrieb. Der synchrone Aufwärtswandler kann Ausgangsspannungen bis zu 60V generieren und mit dem vollständig eingeschalteten synchronen Schalter mit 100% Einschaltdauer laufen. Damit wird die Eingangsspannung, wenn sie hoch ist, einfach durchgeleitet, um Rauschen zu reduzieren und den Wirkungsgrad zu maximieren.



Die beiden Abwärtswandler ...

können Ausgangsspannungen von 0,8V bis 24V produzieren, wobei das gesamte System Wirkungsgrade von bis zu 95% erzielt. Ihre minimale Ein-Zeit von 45ns erlaubt hohe Abwärtswandelverhältnisse bei 2MHz Schaltfrequenz. Das vermeidet kritische rauschempfindliche Bänder - wie zum Beispiel Mittelwelle und erlaubt den Einsatz kleinerer externer Komponenten.




Grafik: Analog Devices


Der Baustein kann für den Burst-Mode-Betrieb konfiguriert werden, was den Ruhestrom auf 28μA pro Kanal (38μA, wenn alle drei eingeschaltet sind) senkt, wenn die Ausgangsspannung ohne Last geregelt wird. Die integrierten 1,1-Ω-N-Kanal-MOSFET-Gate-Treiber minimieren Schaltverluste und liefern Ausgangsströme von über 10A pro Kanal - begrenzt nur von den externen Komponenten. Außerdem wird der Ausgangsstrom von jedem Wandler gemessen, indem der Spannungsabfall an der Spule (DCR) überwacht oder ein separater Messwiderstand eingesetzt wird.


Die Constant Frequency Current Mode Architektur des LTC7815 ermöglicht eine wählbare Frequenz zwischen 320kHz und 2,25MHz oder es kann mit einem externen Takt über den gleichen Bereich synchronisiert werden.



Weitere Eigenschaften ...

sind ein integrierter LDO zur Versorgung des ICs und der Gate-Treiber, Tracking der Ausgangsspannung oder ein einstellbarer Softstart, ein Power-Good-Signal und ein externer VCC-Eingang. Die Genauigkeit der Referenzspannung beträgt +/- 1% im Temperaturbereich von - 40°C bis 125°C . Der Chip wird in einem 5mm x 7mm QFN-Gehäuse mit 38 Anschlüssen geliefert. Es gibt zwei Temperaturbereiche. Von -40°C bis 125°C für den erweiterten und industriellen Temperaturbereich und für den automobilen Hochtemperaturbereich von -40°C bis 150°C.



Funktionen des LTC7815 im Überblick

  • Zwei Abwärts- und ein synchroner Aufwärts-Controller
  • VIN-Bereich von 4,5V bis 38V während Start-Up, hinunter bis 2,5V nach Start-Up
  • Ruhestrom von 28μA ohne Last
  • Aufwärts gewandelte Ausgangsspannung bis zu 60V
  • 100% Tastverhältnis beim Boost Controller möglich
  • VOUT-Bereich der Abwärtswandlung: 0,8V bis 24V
  • Feste Betriebsfrequenz von 320kHz bis 2,25MHz
  • Synchronisierbar von 320kHz bis 2,25MHz
  • Bis zu 95% Wirkungsgrad
  • Integrierte All-N-Channel-MOSFET-Gate-Treiber
  • RSENSE oder DCR-Strommessung
  • Tracking der Ausgangsspannung oder einstellbarer Soft-Start

 


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