Verlangsamt die Entladung von Autobatterien
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Verlangsamt die Entladung von Autobatterien
Funktionsweise des Burst Mode
Der LTC3857/-1 lässt sich dafür konfigurieren, bei niedriger Ausgangsleistung in den Burst Mode, den Pulse Skipping Mode oder den zwangsweisen Continuous Conduction Mode (CCM) zu wechseln. Im Burst Mode gibt der LTC3857/-1 jeweils für kurze Zeit Strom an den Ausgangskondensator ab, um danach in eine Schlafperiode zu wechseln, in der der Verbraucher ausschließlich aus dem Ausgangskondensator gespeist wird.
Jobangebote+ passend zum Thema
Die Ausgangswelligkeit im Burst Mode ist unabhängig von der Last am Ausgang. Nur die Länge der Sleep-Intervalle ändert sich. Im Sleep Mode ist ein großer Teil der internen Schaltungen bis auf die zur schnellen Reaktivierung wichtigen Funktionen außer Betrieb. Geht die Ausgangsspannung unter einen bestimmten Wert zurück, wird das Sleep-Signal auf „Low“ gesetzt. Der Controller wechselt dadurch wieder in den normalen Betriebszustand (Burst Mode), indem er am Beginn des nächsten Zyklus des internen Oszillators den oberen externen MOSFET einschaltet. Im Burst Mode ist es außerdem nicht zulässig, dass der Strom in der Induktivität seine Richtung ändert. Der im LTC3857/-1 eingebaute Rückstromkomparator schaltet deshalb unmittelbar, bevor der Strom in der Induktivität Null wird, den unteren externen MOSFET ab, um zu verhindern, dass dieser Strom seine Flussrichtung ändert.
Die Dauer der Sleep-Intervalle zwischen den Bursts ändert sich in umgekehrtem Verhältnis zur Ausgangsleistung, denn jeder Burst versorgt den angeschlossenen Verbraucher mit einer endlichen Menge Energie. Während der Sleep-Intervalle werden die Verluste in der Schaltung von der Ruhestromaufnahme dominiert, so dass der Vorteil eines niedrigen IQ-Wertes bei sehr geringer Ausgangsleistung in den Vordergrund tritt. Mit zunehmender Ausgangsleistung werden allerdings die Sleep-Intervalle zwischen den Bursts kürzer, während die Dauer der Bursts zunimmt. Beim Entwurf eines Wandlers mit Burst Mode muss ein Kompromiss zwischen Wirkungsgrad und der Welligkeit der Ausgangsspannung gefunden werden. Wenige lange Bursts mit dazwischen liegenden längeren Sleep-Phasen machen die Schaltung effizienter als viele kurze Bursts und kürzere Sleep-Intervalle – jedoch auf Kosten einer höheren Ausgangswelligkeit.
In batteriebetriebenen Applikationen spielen zwei Betriebszustände eine Rolle, nämlich der Stand-by-/Sleep-Modus, in dem die Ruhestromaufnahme überwiegt, und der Betrieb mit voller Ausgangsleistung. Da Lastströme zwischen beiden Extremen selten vorkommen, spielt der Wirkungsgrad in diesem Bereich eine untergeordnetere Rolle als das Verbessern der Ausgangswelligkeit unter sämtlichen Bedingungen im Burst Mode. Der LTC3857/-1 ist deshalb für eine begrenzte Welligkeit im Burst Mode optimiert und nicht für einen höheren Wirkungsgrad bei mittleren Ausgangsleistungen.
Im erzwungenen durchgängigen Betrieb (Continuous Conduction Mode; CCM) oder nach der Synchronisation mit einer externen Taktquelle darf sich die Stromrichtung in der Induktivitätumkehren. Obwohl der Wirkungsgrad bei niedriger Ausgangsleistung hier deutlich geringer ist als im Burst Mode, kann diese Betriebsart wegen der geringeren Welligkeit der Ausgangsspannung vorteilhafter sein.
Ist der Baustein für den Puls-Skipping Mode konfiguriert, darf der Strom in der Induktivität unter keinen Umständen seine Richtung ändern – unabhängig von der Last am Ausgang. Bei sehr geringer Ausgangsleistung kann der interne Stromkomparator über mehrere Zyklen hinweg aktiviert bleiben, wodurch der obere externe MOSFET während dieser Zyklen abgeschaltet bleibt. Verglichen mit dem Burst Mode zeichnet sich diese Betriebsart ebenso wie der erzwungene durchgängige Betrieb durch eine geringere Ausgangswelligkeit aus. Der Wirkungsgrad bei niedrigem Ausgangsstrom ist zwar höher als im erzwungenen CCM, reicht aber bei Weitem nicht an die Effizienz im Burst Mode heran.
- Verlangsamt die Entladung von Autobatterien
- Verlangsamt die Entladung von Autobatterien
- Verlangsamt die Entladung von Autobatterien
