Hochspannung im Auto
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Überstrom- und Einschaltstromsteuerung
Bei erstmaligem Einschalten tritt ein erhöhter Einschaltstrom auf. Die Ursache dafür ist das Laden der großen Kondensatoren. Eine Schaltung zur Begrenzung des Einschaltstroms muss diese Stromspitze auf ein akzeptables Niveau begrenzen. Beim LT4356 legen der Gate-Kondensator C1 und der kontrollierte Gate-Strom von 20 µA die Anstiegsgeschwindigkeit am Gate-Ausgang fest. Diese Anstiegsgeschwindigkeit und der Ausgangskondensator CL legen den Einschaltstrom fest.
Der LT4356 bietet auch eine Strombegrenzungsschaltung, die gegen Kurzschlüsse oder übermäßigen Laststrom schützt. Während eines Überstromereignisses regelt eine stromgesteuerte Regelschleife die Spannung, die durch einen kleinen externen Widerstand (RSNS) gemessen wird, auf 50 mV, während gleichzeitig der Zeitgeberkondensator geladen wird. Wenn zum Beispiel das gewünschte Stromlimit bei 5 A liegt, muss der Messwiderstand 10 m? haben. Der Ladestrom für den Fehlerzeitgeber ist bei Überstromfehlern fünfmal so hoch, weil in dieser Situation mehr Leistung im Transistor abgeleitet wird. Nach dem Time-Out schaltet der Transistor ab und bleibt abgeschaltet, bis die Überstromsituation vorbei ist. In der Überstromsituation nimmt die Belastung für den MOSFET zu, während die Drain-Source-Spannung zunimmt. Der LT4356 überwacht die Spannung über Drain und Source des externen MOSFET (UDS) und verkürzt das Zeitgeberintervall im Verhältnis zur zunehmenden UDS. Auf diese Weise kann eine geringfügige Überlast für einen längeren Zeitraum bestehen bleiben als eine Ausgangskurzschlusssituation und es wird sichergestellt, dass der MOSFET unter allen Umständen in seinem sicheren Arbeitsbereich arbeitet. fr
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Literatur:
[1] Produkte und Lösungen von Linear Technology: www.linear.com
[2] Kalje, N.; Dygert, G.: Schutz für schnelle Schaltregler. Elektronik automotive 2007, H. 3, S. 52ff.
[3] Kolanko, F.: Linear- und Schaltregler in der Automobiltechnik. Elektronik automotive 2005, H. 6, S. 75ff.
 | Alison Steer studierte Elektrotechnik an der University of Canterbury, Neuseeland und der Simon Fraser University, Kanada. An beiden Universitäten schloss sie das Studium mit einem Bachelor of Science in Electrical Engineering (BSEE) ab. Bei Linear Technology arbeitet sie als Produktmanager Marketing für Mixed-Signal-Produkte. |
Des weiteren beinhaltet der LT4356 einen internen Verstärker (AMP), der als Komparator, Eingangsspannungsüberwacher oder Linearregler mit geringer Dropout-Spannung verwendet werden kann. Bei der Version LT4356-1 führt das Setzen des SHDN-Eingangs auf Low zu einem Herunterfahren der gesamten Funktion. Der Versorgungsstrom wird auf 5 µA reduziert, was den Einsatz des Bausteins auch in Anwendungsfällen erlaubt, bei denen das Gerät ständig an eine Akkuversorgung angeschlossen ist. Der Verstärker bleibt bei der Version LT4356-2 während des Herunterfahrens aktiv und hat einen Ruhestrom von 50 µA. Der LT4356-2 kann für Anwendungen benutzt werden, die für wichtige Funktionen eine Spannungsversorgung erfordern, die hoch genug ist, die Funktion aufrechtzuerhalten. Hierzu wird der Verstärker als Linearregler mit geringer Dropout-Spannung konfiguriert.
Im Schaltkreis von Bild 4 ist ein externer Spannungsteiler am Feedback-Ausgang (FB) so konfiguriert, dass die Ausgangsspannung bei einer Überspannung am Eingang auf 16 V begrenzt wird. Wenn die Eingangsspannung über 16 V steigt, wird die Ausgangsspannung auf diesen Wert geregelt, bis die Überspannung nicht mehr anliegt oder der Zeitgeber abläuft – also nach der voreingestellten Time-out-Bedingung 1,35 V erreicht. Der Verstärker ist so konfiguriert, dass er die Eingangsspannung überwacht und Unterspannung über den AOUT-Ausgang signalisiert. Der Enable-Ausgang (EN) aktiviert die nachgeschaltete Last, wenn der MOSFET vollständig leitet.
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- Betrieb beim Kaltstart
