Solar-Gleichspannungswandler begnügt sich mit 0,3 V

Die DC/DC-Wandler-IC-Familie TPS-6120X erzeugt eine ungeregelte Hilfsspannung von 2,5 V zur Versorgung des eigentlichen Schaltreglers.

Bei einer Eingangsspannung von 0,3 V kann der Aufwärtswandler einen Strom von etwas über 10 mA bei einer Ausgangsspannung von 3,3 V liefern. Ein von einer 25-cm2-Solarzelle mit 0,3 V bis 0,5 V gespeister PS61200 könnte einen Li-Ionen-Akku (4,1 V) mit 11 mA laden.

Der in BiCMOS gefertigte Schaltkreis mit integriertem Leistungs-Schalttransistor und Synchrongleichrichter kann ab einer Eingangsspannung von 0,5 V unter Volllast anlaufen und mit maximal 5,5 V betrieben werden. Sowohl die Hilfsstromversorgung als auch der Haupt-DC/DCWandler arbeiten mit einer gemeinsamen Drossel. Um die Last vom Eingang trennen zu können, haben die TI-Ingenieure eine Antireihenschaltung aus zwei MOS-Schalttransistoren mit niedrigem Einschaltwiderstand als Gleichrichter in die Ausgangsleitung eingefügt.

Einer dieser zwei Transistoren dient zusätzlich als Linearregler, der auch als Spannungsbegrenzer wirkt, wenn die Eingangsspannung höher als die Ausgangsspannung sein sollte. Mit dieser Antireihenschaltung vermeiden die TPS6120X vier wesentliche Nachteile der klassischen Aufwärtswandler-Schaltung. Sie können

  • den Einschaltstrom steuern, wenn die Eingangsspannung größer ist als die Ausgangsspannung.
  • den Kurzschlussstrom bzw. den Strom im Überlastfall steuern.
  • die Ausgangsspannung regeln, wenn die Eingangsspannung die Ausgangsspannung übersteigt.
  • den Ruhestrom in die Last steuern, wenn der Wandler abgeschaltet ist.