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Schaltregler

Digitale Stromversorgungen ohne Programmierkenntnisse entwerfen

14. September 2012, 15:07 Uhr | Von Frederik Dostal

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Mögliche Schaltungen

Der ADP1046 ist ein sehr universeller Baustein und kann in den unterschiedlichen Schaltreglerschaltungen eingesetzt werden. Durch seine sieben flexiblen PWM-Kanäle eignet sich das IC besonders für Stromversorgungsschaltungen, welche viele aktive Leistungsschalter benötigen, wie beispielsweise eine Vollbrückenschaltung mit sekundärseitiger aktiver Gleichrichtung. Ebenfalls lassen sich kaskadierte Schaltungen, strom- oder spannungsgespeist von einem vorgeschalteten Abwärtswandler einfach implementieren (Bild 7).

Diese Kaskaden haben den Vorteil, dass die erste Stufe eine Vorregelung der Eingangsspannung mit hohem Wirkungsgrad tätigt, so dass die zweite Stufe für niedrige Spannungen ausgelegt werden und dadurch ebenfalls mit höherem Wirkungsgrad arbeiten kann. Eine solche Kaskadierung lohnt sich besonders bei einem großen Eingangsspannungsbereich. Das Steuern der vielen benötigten PWM-Signale bereitet dem ADP1046 keine Probleme.

Die Bedienungs-Software des ADP1046 ist für Voll- und Halbbrücken, Durchflusswandler mit zwei aktiven Schaltern, Durchflusswandler mit zwei aktiven Schaltern im Gegentaktbetrieb, Durchflusswandler mit aktiver Klemmung sowie Resonanzwandler ausgelegt. Durch die Möglichkeit, das Verhalten der PWM-Kanäle frei einzustellen, lassen sich auch weitere Architekturen mit dem ADP1046 realisieren.

Diese Flexibilität ermöglicht kurze Entwicklungszeiten. Ein Entwickler, der mit den Funktionen des ADP1046 vertraut ist, kann den Baustein sehr schnell in verschiedenen Wandlerschaltungen mit unterschiedlichen Spezifikationen einsetzen.

Keine Furcht vor „digital“

Digitale Schaltregler erobern Schritt für Schritt die Welt der Stromversorgungen. Noch ist ihr Einsatz weitgehend auf Anwendungen beschränkt, in welchen die erhöhte Flexibilität sowie die erweiterten Möglichkeiten der digitalen ICs notwendig sind. Auch in Zukunft wird für den Entwurf von Stromversorgungen ein detailliertes Verständnis der Leistungsstufe gebraucht. Somit bleibt die Entwicklung von Stromversorgungen weiterhin Ingenieuren der Analogtechnik vorbehalten. Sie haben üblicherweise nur wenig Erfahrung in der Programmierung von Mikrocontrollern und im Entwurf von Software.

Deshalb sind digitale Stromversorgungskonzepte auf der Basis von Zustandsmaschinen, die anhand graphischer Benutzeroberflächen konfiguriert werden, besonders beliebt. Denn mit diesen digitalen Schaltregler-ICs können die Vorteile der Digitaltechnik schnell für eigene Entwicklungen genutzt werden - ohne erst große Software-Hürden überwinden zu müssen. Sie werden zukünftig die Digitalisierungswelle bei Stromversorgungen wesentlich prägen.

Der Autor:

Frederik Dostal arbeitet als Technischer Manager bei Analog Devices in München. Er schloss sein Studium der Mikroelektronik an der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen im Jahr 2001 ab. Seitdem arbeitet er in unterschiedlichen Positionen in der Halbleiterindustrie - u.a. vier Jahre in Phoenix, USA.