Embedded-Systeme für multiple Anwendungen

23. August 2006, 16:47 Uhr |

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

In der klassischen Anwendung mit einer einzigen Spannungsversorgung erreicht die Dropout-Spannung Werte, wie heutige Standard-NPN-LDOs mit drei Anschlüssen. Außerdem erreicht der Regler sehr niedrige Drop-Out-Spannungen, wenn er mit einer separaten Stromversorgung für den Leistungspfad arbeitet. Das ist möglich weil der Kollektor-Ausgang des Leistungstransistors zu einem separaten Pin geführt wird.

Der LT3080 erreicht also seinen höchsten Wirkungsgrad, wenn Hilfsstromversorgungen zur Verfügung stehen, um den Steuerschaltkreis zu versorgen. Der LT3080 arbeitet dann mit einem separaten Eingang mit niedriger Stromaufnahme, dessen Spannung mindestens 1 V über dem Ausgang liegen muss. Dieser Low-Power-Pin stellt die Leistung für den Steuerschaltkreis zur Verfügung und treibt den NPN-Pass-Transistor. Das erlaubt es, den NPN-Pass-Transistor in der Sättigung zu betreiben, was die Dropout-Spannung auf 100 mV bei leichten Lasten senkt. Bei einer Last von 1 A steigt er auf nur 300 mV. Die geringe Dropout-Spannung wiederum reduziert die Wärmentwicklung und verbessert den Wirkungsgrad. Anders als in Low-Dropout-PNP-Reglern, die einige Prozent des Stromes benötigen, um die Basis des Pass-Transistor zu treiben, fließt beim LT3080 der Ruhe- und Treiber-Strom in die Last, was den Wirkungsgrad erhöht.

Außerdem zeichnet sich der LDO durch eine hohe Genauigkeit von ±1 Prozent aus, die er aufgrund seiner On-Chip-Referenz erreicht. Mit seinem weiten Ein- und Ausgangsspannungsberich,  enger Line- und Last-Regelung, der hohen Ripple-Unterdrückung und wenigen externen Komponenten eignet er sich also für den Einsatz in den heutigen komplexen Baugruppen, die mit mehreren Spannungsebenen arbeiten.

Der LT3080 stellt über den SET-Pin einen Referenzstrom in Höhe von 10 µA zur Verfügung. Schließt man einen Widerstand zwischen SET und Erde, so entsteht eine Spannung, die als Referenz für den Error-Amplifier dient. Die Referenzspannung ergibt sich aus dem Produkt des SET-Pin-Stroms und dem Wert des Widerstandes. Jede Spannung lässt sich erzeugen und es gibt keine minimale Ausgangsspannung für den Regler.

Unabhängig von der Ausgangsspannung ist ein minimaler Strom von 1 mA erforderlich, um die Regelung aufrecht zu erhalten. Für echte 0 V am Ausgang muss dieser 1-mA-Laststrom auf einer negativen Versorgungsspannung arbeiten.

Weil die Referenzspannung über einen kleinen Strom eingestellt wird, können Leckströme zu oder vom SET-Pin Fehler in der Referenz und in der Ausgangsspannung verursachen. Deshalb sollten die Anschlüsse gut isoliert sein (Teflon, Kel-F). Die isolierten Oberflächen sollten gereinigt werden, um Flussmittel und andere Reste zu entfernen. In feuchten Umgebungen sollte eine Oberflächenbeschichtung aufgebracht werden, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit durchdringt. Leckströme an der Oberfläche können vermieden werden, indem der SET-Pin mit einem Guard-Ring geschützt wird. Der Guard-Ring sollte mit dem OUT-Pin verbunden werden. Ein Leckstrom von 10 nA in oder aus dem SET-Pin bzw. den zugehörigen Schaltungen führen zu einem Fehler der Referenzspannung von 0,1 Prozent.  Leckströme dieser Größenordnung in Verbindung mit weitere Leckstromquellen haben große Offset-Spannungen und Referenzdriften über den Arbeitstemperaturbereich zur Folge.

Um stabil arbeiten zu können, benötigt der LT3080 einen Ausgangskondensator mit geringem Ersatzwiderstand, typischerweise kommen dafür Keramik-, Tantal oder entsprechende Elektrolyt-Kondensatoren in Frage. Um Oszillationen zu verhindern, sollte der Kondensator eine Kapazität von 4,7 µF und einen Ersatzwiderstand von 0,5 Ohm haben. Höhere Ausgangskapazitäten vermindern die Spitzenabweichungen und verbessern die Transientenantwort bei großen Lastwechseln.

Der LT3080 ist in den folgenden Gehäusen untergebracht: DFN (8 Anschlüsse, 3 mm x 3 mm x 0,75 mm), MSOP-8E (3 mm x 5mm) SOT223 (3 Anschlüsse, 6,5 mm x 7 mm) und TO-222 (28 mm x 10,25 mm). Sie kosten bei einer Abnahmemenge von 1000 Stück 1,88, 1,94, 1,81 und 2,20 Dollar. Während die MSOP- und DFN-Gehäuse hohe Ströme in kleinen Bauformen zur Verfügung stellen, erlaubt das SOT-223-Gehäuse die einfache Reglerfunktion mit drei Anschlüssen. Das TO-220-Gehäuse bietet einen Kühlkörper, um die Wärme abzuführen.

LT_dobkin_web_02.jpg
Robert Dobkin, Linear Technology: »Meine gesamte 30jährige Erfahrung ist in die neue Architektur eingeflossen. Das Design ist genau auf den besonderen Prozess von Linear Technology abgestimmt. Wer keine eigene Prozesstechnologie im Haus hat, wird sic

verwandte Artikel

Spekulationsobjekt Nickel treibt die Akku-Preise hoch
Zweistellige Zuwachsraten im Power-Management-IC-Markt


  1. Embedded-Systeme für multiple Anwendungen