50 Prozent Platzeinsparung 72-V-DC/DC-Controller macht Leistungs-induktivität überflüssig

72-V-Hochleistungs-Ladungspumpen-Controller mit festem Übersetzungsverhältnis.
72-V-Hochleistungs-Ladungspumpen-Controller mit festem Übersetzungsverhältnis.

Der LTC7820 von Analog Devices, die kürzlich Linear Technology übernommen hat, ist ein Hochleistungs-Ladungspumpen-DC/DC-Controller mit festem Übersetzungsverhältnis, der in einem nicht-isolierten Intermediate-Bus-Wandler die Leistungsinduktivität entbehrlich macht.

Dank wegfallender Leistungsinduktivität lässt sich mit dem LTC7820 von Analog Devices 50 Prozent Platz einsparen und eine Leistungsdichte von bis zu 244W/cm³ erreichen. Der LTC7820 treibt externe MOSFETs in Spannungsteiler-, Spannungsverdoppler- oder Inverter-Konfigurationen mit einem Wirkungsgrad von bis zu 99 Prozent. Durch sein festes Open-Loop-Tastverhältnis eignet sich der Controller ideal für nicht-isolierte Intermediate-Bus-Anwendungen in Stromverteilungs-, Daten-kommunikations- und Telekommunikationssystemen sowie in Hochleistungscomputer- und industriellen Systemen.

Der LTC7820 kann mit Eingangsspannungen von 6 bis 72 V (80 V abs. Max.) betrieben werden und – je nach Topologie und Dimensionierung der externen Bauteile – Ausgangsströme bis zu einigen zig Ampere liefern. Bei Eingangsspannungen bis 72 V kann der Controller als 2:1-Abwärtswandler konfiguriert werden. Für ein Abwärtsverhältnis von 4:1 können zwei LTC7820 kaskadiert werden. Für noch höhere Abwärtsverhältnisse wie z. B. 6:1 wird die Dickson-Wandler-Topologie empfohlen, die sich bestens für 54 V Eingangsspannung/9 V Ausgangsspannung eignet und nur einen einzigen Controller LTC7820 erfordert. Bei Eingangsspannungen bis 36 V kann der Controller LTC7820 auch für als 1:2-Aufwärtswandler oder 1:–1-Inverter konfiguriert werden. Die externen MOSFETs schalten mit einer festen, im Bereich von 100 kHz bis 1 MHz programmierbaren Frequenz. Die 1,1-Ω-N-Kanal-MOSFET-Gate-Treiber im LTC7820 sorgen für maximalen Wirkungsgrad der Gesamtlösung und können in Hochleistungsanwendungen mehrere parallelgeschaltete MOSFETs treiben.

Der LTC7820 überwacht die Systemspannung, den Strom und die Temperatur. Die Strommessung für den Überstromschutz erfolgt über einen Shunt-Widerstand. Bei einem fehlerhaften Betriebszustand schaltet sich der Controller automatisch ab und setzt den /FAULT-Pin auf »low«. Nach einer bestimmten Zeit, die durch einen programmierbaren Onboard-Timer vorgegeben wird, unternimmt der Controller einen Neustartversuch. Der EXTVCC-Anschluss ermöglicht es, den LTC7820 durch die Ausgangsspannung des Wandlers (sofern diese 40 V nicht überschreitet) oder eine sonstige Spannungsquelle (max. 40 V) zu versorgen und so die Verlustleistung zu reduzieren und den Wirkungsgrad zu steigern. Weitere Besonderheiten des Controllers sind: »sanftes« Schaltverhalten für geringe Störspannung/Störstrahlung, Power good-Ausgangssignal, Unterspannungsabschaltung und interne Ladungsausgleich-Schaltung.

Der LTC7820 besitzt ein 4mm x 5mm großes QFN-28-Gehäuse und ist in Versionen für den erweiterten und den industriellen Temperaturbereich (–40 bis +125 °C) verfügbar.

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