Startseite > Power > Spannungswandler > Ein-Chip-Lösungen bis 400 W

Synchrone Controller für Flusswandler

Ein-Chip-Lösungen bis 400 W

17. September 2015, 9:54 Uhr | Wei Gu, Randyco Prasetyo, Fei Guo

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Programmierbare Merkmale vereinfachen Optimierung

Die vorgestellten Bausteine enthalten eine Anzahl von programmierbaren Merkmalen, die es dem Designer ermöglichen, seine spezielle Applikation zu optimieren. Zum Beispiel können programmierbare Verzögerungen zwischen den verschiedenen Gate-Signalen verwendet werden, um Kreuzleitung zu vermeiden und den Wirkungsgrad zu optimieren. Jede Verzögerungszeit wird dabei mit einem einfachen Widerstand eingestellt.

Programmierbare Stromspitzen-Austastung (adaptives Vorderflanken-Austasten plus programmierbares erweitertes Austasten) beim Einschalten des Haupt-MOSFET erhöht die Unempfindlichkeit des Wandlers gegen Rauschen. Während der Anstiegszeit am Gate und manchmal danach kann Rauschen im Stromfühler-Widerstand an der Source des MOSFET generiert werden. Dieses kann den Sensing-Komparator falsch triggern, was zu einem zu frühen Abschalten führt. Eine Lösung dieses Problems wäre ein überdimensionierter RC-Filter, um falsche Triggerung zu vermeiden. Programmierbares Stromspitzen-Austasten beim Einschalten wiederum kann die Notwendigkeit für zusätzliche RC-Filter eliminieren.

Die Betriebsfrequenz kann zwischen 100 kHz und 500 kHz mit einem einfachen Widerstand vom RT-Pin gegen Masse eingestellt oder durch einen externen Takt am SYNC-Pin synchronisiert werden. Die einstellbare Frequenz kann so gelegt werden, dass sie in der Applikation nicht im störenden Band liegt.

Matchmaker+ Anbieter zum Thema

zu Matchmaker+

Bilder 5 - 8

Alle Bilder anzeigen (4)

Bild 5 zeigt einen Flusswandler für Eingangsspannungen von 36 bis 72 V und 5-V/20-A-Ausgang. Die aktive Reset-Schaltung besteht aus einem P-Kanal-MOSFET M₂ und der Reset-Kapazität. Der MOSFET M₂ schaltet diese Kapazität während der Reset-Periode an die Primärwicklung des Transformators T₁, wenn der M₁-MOSFET abgeschaltet ist. Die Spannung über der Reset-Kapazität justiert automatisch den Arbeitszyklus, um einen kompletten Transformator-Reset in allen Betriebsbedingungen sicherzustellen.

Die aktive Reset-Schaltung formt die Reset-Spannung in eine Rechteckspannung, passend für die Ansteuerung des sekundären synchronen MOSFET-Gleichrichters M₄. Der MOSFET befindet sich auf der Sekundärseite und wird von der Sekundärwicklungsspannung versorgt. Bild 6 zeigt den Wirkungsgrad dieses Wandlers.

Bild 7 zeigt den isolierten Flusswandler für 150 bis 400 V am Eingang und 12 V amAusgang mit 16,7 A. Für Hochspannungs-Applikationen kann die Maximalspannung des verfügbaren P-Kanal-MOSFET nicht hoch genug sein, um in der aktiven Klemmschaltung in der Low Side verwendet zu werden. Für die High-Side-aktive Klemmtopologie sollte ein N-Kanal-Typ verwendet werden. Diese erfordert aber einen High-Side-Gate-Treiber oder einen Gate-Transformator für die Ansteuerung dieses N-Kanal-MOSFET, um die aktive Klemmkapazität zu schalten. Bild 8 zeigt den Wirkungsgrad des Wandlers.

Die Bausteine LT3752, LT3752-1 und LT3753 vereinfachen das Design und verbessern die Leistung von isolierten Stromversorgungen mit Voltsekunden-Klemmung. Der integrierte Flyback-Controller kann für die Eigenversorgung verwendet werden, was den Bedarf an Induktivitäten verringert. Der Current-Mode-Betrieb vergrößert die Bandbreite und ermöglicht die Kompensation in vielen Betriebsbedingungen. Soft-Stop-Merkmale schließlich schützen die Stromversorgung und andere Komponenten vor potenziellen Spannungsschäden und Stromspitzen.