Variables Multiphasen-Konzept für automobile Anwendungen
Leistung ohne Ende
Fortsetzung des Artikels von Teil 4
Leistung ohne Ende
Neun Phasen mit einem Baustein
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Das IC E981.01 der Elmos Semiconductor AG ermöglicht den Aufbau eines Konverters mit bis zu neun Phasen (Bild 3). Die erzielbare Ausgangsleistung hängt von den externen Bauteilen wie MOSFETs, Spulen und Dioden ab. Mit geeigneten Bauelementen sind Leistungen bis in den Kilowatt-Bereich erreichbar. Die Leistungsdichte ist hoch, weil auch für hohe Ströme SMD-Bauteile verwendet werden können. Der hohe Wirkungsgrad sorgt für geringe Verlustleistung, die zudem gleichmäßig über den Aufbau des Konverters verteilt wird. Es treten also keine „hot spots“ wie bei Einphasen-Konvertern auf. Mit einem Boost-Konverter lassen sich Spannungen bis ca. 60 V aus dem 12-V-Bordnetz darstellen; darüber wird der Duty-cycle der Ansteuerung sehr ungünstig. Werden höhere Ausgangsspannungen benötigt, empfiehlt sich die Flyback-Topologie, die von dem IC ebenso unterstützt wird wie die SEPIC-Topologie.
Um die Flexibilität für den Anwender zu erhöhen, müssen nicht alle Phasen zu einem gemeinsamen Ausgang zusammengeschaltet werden, sondern es lassen sich bis zu drei unabhängige Ausgänge realisieren, von denen jeder über eine eigene äußere Regelschleife verfügt.
Über zwei Programmierpins lassen sich vier verschiedene Modi wählen:
- Alle neun Phasen speisen einen gemeinsamen Ausgang.
- Die Verteilung „3 + 3 + 3“, also jeweils drei Phasen für jeden Ausgang, eignet sich besonders, wenn alle drei Ausgänge ähnlich stark belastet werden.
- Mit der Verteilung „4 + 4 + 1“ werden Applikationen adressiert, bei denen von einem Ausgang deutlich weniger Leistung gefordert wird.
- Die Verschaltung „6 + 3“ wird gewählt, wenn zwei Ausgänge mit deutlich verschiedenen Belastungen zu realisieren sind.
In jedem Fall sorgt das Steuerteil des IC für eine gleichmäßige Verteilung der den Ausgängen zugeordneten Phasen innerhalb eines Gesamtzyklus. Dadurch wird auch im Fall mehrerer Ausgangsspannungen die Wechselstrombelastung der Ein- und Ausgangskondensatoren minimiert. Das ermöglicht den Einsatz kleiner keramischer Kondensatoren statt großvolumiger, teurer Elektrolytkondensatoren und eröffnet dem Anwender außerdem einen höheren Einsatztemperaturbereich.
- Leistung ohne Ende
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