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Aufwärtswandler mit hohen Ausgangsspannungen:

Topologien für hohe Übersetzungsverhältnisse und Leistungen

24. September 2014, 9:11 Uhr | Andrea Gillhuber

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Blitzgerät mit Sperrwandler

Für den Betrieb von Blitzgeräten und Stroboskopen, die mit der schlagartigen Entladung der Energie in einem Hochspannungskondensator in eine Blitzlampe arbeiten, hat das Unternehmen Micrel eine Aufwärtswandlerschaltung mit dem Controller MIC4172 vorgeschlagen, der nach dem Sperrwandler-Prinzip arbeitet [2]. Der Schaltkreis ist vergleichsweise einfach und produziert aus Eingangsspannungen von 3 bis 10 V zuverlässig eine Gleichspannung von 300 V, mit der ein Hochspannungskondensator geladen wird (Bild 4). Sicherheit und Isolation sind durch den Transformator des Sperrwandlers gegeben. Die Ausgangsspannung wird durch den Spannungsteiler aus R1, R2 und R3 und die interne 1,24-V-Spannungsreferenz auf dem MIC1372 vorgegeben. Sie berechnet sich zu

U_ausg = U_ref (1+(R₁+R₂)/R₃)

Der Schaltkreis kommt mit nur wenigen Komponenten aus; dadurch wird der auf der Leiterplatte benötigte Platz reduziert und die Zuverlässigkeit gesteigert. Micrel weist darauf hin, dass die Spannung über dem Kondensator mit jedem Schaltzyklus höher wird, bis sie den voreingestellten Wert erreicht hat; sobald diese Spannung erreicht ist, hört der MIC3172 auf zu arbeiten. Da der Kondensator im Lauf der Zeit durch Leckströme entladen wird, erzeugt der Schaltkreis gelegentliche Impulse, mit denen der Kondensator vollständig geladen bleibt. Nachdem die Energie des Kondensators auf das Blitzlicht geschaltet wurde, setzt der Ladevorgang wieder ein.

Linear Technology hat für die Vorspannungserzeugung für Avalanche-Fotodioden (APD) in optischen Empfängern unter der Bezeichnung LT3571 einen stromgeregelten Aufwärtsregler entwickelt, der aus einer Eingangsgleichspannung von 5 VDC eine Ausgangsspannung von 75 VDC erzeugt. Der Baustein bietet einen auf hohem Potenzial liegenden Strommonitor, der mit einem festen Spannungsabfall arbeitet und eine relative Genauigkeit von 10 % über den gesamten Betriebstemperaturbereich erreicht. Mit dem integrierten Leistungs-MOSFET, einer Schottky-Diode und dem Strommonitor lässt sich zu geringen Kosten eine Schaltung aufbauen, die nur wenig Platz auf einer Leiterplatte beansprucht. Die Schaltung kombiniert einen herkömmlichen Spannungsregelkreis und eine spezielle Stromregelschleife und arbeitet entweder als Konstantstrom- oder Konstantspannungsquelle. Für ähnliche Anwendungen, bei denen eine Genauigkeit von etwa 2 % für den APD-Strommonitor erforderlich ist, bietet Linear einen Baustein LT3905 mit einem engeren Eingangsspannungsbereich.

Rich Miron (Digi-Key Technical Content Team)