Aufwärtswandler Boost-Faktoren bis zu 100:1

Uwe Bröckelmann, Analog Devices
»Neue Bausteine, die wir anbieten oder in Kürze anbieten werden, bieten diverse Eigenschaften wie sehr niedriger Ruhestrom oder hohe Ausgangsströme, die von unseren Wettbewerbern in diesem Umfang nicht erreicht werden.«
Uwe Bröckelmann, Analog Devices »Neue Bausteine, die wir anbieten oder in Kürze anbieten werden, bieten diverse Eigenschaften wie sehr niedriger Ruhestrom oder hohe Ausgangsströme, die von unseren Wettbewerbern in diesem Umfang nicht erreicht werden.«

Muss eine Eingangsspannung in eine höhere Ausgangsspannung gewandelt werden, kommen Aufwärtswandler zum Einsatz. Den Entwicklern steht eine Vielzahl von Komponenten zur Verfügung, mit denen sich hohe Boost-Faktoren erreichen lassen.

Laut Uwe Bröckelmann, Technical Director EMEA von Analog Devices, liegen die maximalen Boost-Faktoren normalerweise bei 5:1 oder 6:1 für einen synchronen oder nicht synchronen Aufwärtswandler. Aber es gibt viele Möglichkeiten, diese Boost-Faktoren zu erhöhen. Bröckelmann: »Wir können deutlich höhere Boost-Faktoren ermöglichen, indem wir einen Übertrager zusammen mit einem Flyback-Wandler einsetzen. Mit Bausteinen wie dem LT8304-1 sind Faktoren von 50:1 oder sogar 100:1 einfach zu erreichen.« Bröckelmann verweist darauf, dass im Datenblatt zum LT8304-1 einige Schaltungsbeispiele zu finden sind, einschließlich einem Wandler, der eine Eingangsspannung von 4 bis 18 V auf 400 V wandelt bei einem Ausgangsstrom von 6 bis 30 mA. Da die Bausteine über integrierte Schleifenkompensation und Softstart verfügen, sinkt damit die Anzahl an externen Komponenten. Bröckelmann konkretisiert: »Es werden nur acht externe Bauelemente benötigt.«

Aus der Sicht von Bröckelmann ist der Trend zu sehen, dass immer mehr synchrone Aufwärtswandler zum Einsatz kommen. Denn synchrone Aufwärtswandler, bei denen die Ausgangsdiode durch einen Transistor ersetzt wird, lassen einen höheren maximalen Ausgangsstrom – Bröckelmann spricht von 7 bis 10 A – zu, außerdem steige der Wirkungsgrad um 7 bis 10 Prozent. »Ein nicht synchroner Aufwärtswandler kann maximal bis zu 2 A liefern, da die nötige Ausgangsdiode bei höheren Strömen zu heiß wird«, so Bröckelmann. Ein weiterer Trend besteht darin, dass die Bausteine hinsichtlich des Ruhestrom-Bedarfs optimiert werden, denn damit lässt »sich die Laufzeit von batteriebetriebenen Geräten im Stand-by-Modus deutlich erhöhen«, erklärt Bröckelmann weiter.

 

Laut seiner Aussage wird Analog Devices in Kürze Bausteine anbieten, die folgende Eigenschaften aufweisen werden:

  • Synchrone Aufwärtswandler mit einem um bis zu 10 Prozent höheren Wirkungsgrad
  • Niedriger Ruhestrom-Bedarf
  • Mehrphasen-Bausteine für noch höhere Ausgangsströme als der LTC3787
  • Mehrphasen-Aufwärtswandler, bei denen der Ausgang der ersten Stufe als Eingangsspannung für die zweite Stufe verwendet werden kann. Dadurch kann ein höherer Boost-Faktor mit einem einzigen Baustein erreicht werden. Der LTC7840 ermöglicht somit die Erzeugung einer 240-V-Ausgangspannung aus einem 12-V-Eingang mit einer 48-V-Zwischenspannung.
  • Höhere Schaltfrequenzen. »Wir werden in Kürze Aufwärtswandler mit einer Schaltfrequenz von 2 MHz vorstellen, wodurch unsere Bausteine oberhalb des AM-Radiobandes für Audio-Anwendungen arbeiten«, so Bröckelmann abschließend.