National Semiconductor mit Premiere
Vollbrücken-PWM-IC integriert MOSFET-Gatetreiber
National Semiconductor stellt mit den Bausteinen LM5045 und LM5046 die, nach eigenen Angaben, industrieweit ersten Vollbrücken-Controller mit Pulsweitenmodulation (PWM) vor, die die Gatetreiber für alle vier MOSFETs der primärseitigen Brücke in sich vereinigen.
Die primärseitigen Controller können bei kleineren Abmessungen Module mit mehr Leistung treiben. Die Gatetreiber sind jeweils mit maximal 2 A belastbar. Die Bausteine eignen sich daher vor allem zur Verbesserung des Wirkungsgrades und der Leistungsdichte von Quarter-Brick und Eighth-Brick-Stromversorgungsmodulen, wie sie in einer Vielzahl von Kommunikationsinfrastruktur-Applikationen mit hoher Eingangsspannung zum Einsatz kommen.
Der PWM-Controller LM5045 verfügt über sämtliche Eigenschaften, die zur Implementierung eines Leistungswandlers auf Basis der konventionellen Vollbrücken-Topologie mit Current-Mode- oder Voltage-Mode-Regelung erforderlich sind. Für Anwendungen, die im Spannungsnulldurchgang (Zero-Voltage Switching - ZVS) geschaltet werden müssen, um die durch Schaltstörungen hervorgerufenen elektromagnetischen Interferenzen (EMI) zu minimieren, bietet der LM5046 außerdem alle Voraussetzungen, um eine mit Phasenverschiebung arbeitende Vollbrücken-Topologie zu realisieren.
Angeboten werden beide Vollbrücken-Controller in einem kompakten, thermisch optimierten, 28-poligen LLP-Gehäuse (Kantenlänge 5,0 mm, Höhe 0,8 mm) oder als TSSOP-Version mit den Maßen 4,4 mm x 9,7 mm x 0,9 mm. Sie werden an der Primärseite eines isolierten DC/DC-Wandlers mit einer Eingangsspannung bis zu 100 V eingesetzt. Es steht eine breitbandige Optokoppler-Schnittstelle zur Verfügung. Die hochintegrierten Controller sind mit robusten, für 2 A ausgelegten High- und Low-Side-Gatetreibern für die vier externen Brücken-MOSFETs und mit Ausgängen für die sekundärseitigen Synchrongleichrichter-MOSFETs sowie einem internen Hochvolt-Start-up-Regler ausgestattet. Das intelligente Start-Up-Verhalten der Synchrongleichrichter (synchronous rectifiers, SR) ermöglicht ein monotones Einschalten des Leistungswandlers auch an einem bereits unter Spannung stehenden Verbraucher.
Zur Optimierung des Wirkungsgrads lassen sich bei den Synchrongleichrichter-Steuersignalen für steigende und fallende Flanken unabhängige Totzeiten zwischen den primär - und sekundärseitigen MOSFETs programmieren. Die SR-Signale sind für den Einsatz mit Digitalisolatoren auf 5 V begrenzt. Zu den weiteren Leistungsmerkmalen gehören ein Dual-Mode-Überstromschutz mit zyklusweiser Strombegrenzung und Hiccup-Restart, eine programmierbare Softstart-Funktion, Timing-Funktionen für Primär- und Synchrongleichrichter, ein programmierbarer netzseitiger Unter- und Überspannungsschutz, ein synchronisierbarer 2-MHz-Oszillator sowie eine Thermal-Shutdown-Funktion.
Die PWM-Controller LM5045 und LM5046, gehören zur energieeffizienten PowerWise-Familie von National und erleichtern das Design von Leistungswandlern mit Vollbrücken-Topologie in Form kompakter Netzteile, weil weniger externe Bauelemente benötigt werden als für andere Lösungen, die heute auf dem Markt erhältlich sind. Sie ergeben zusammen mit sekundärseitigen FET-Treibern wie dem LM5110, dem LM5111 oder dem LM5112 eine komplette Controller-Lösung für hocheffiziente, kompakte Vollbrücken-Leistungswandler.
Weitere Informationen über den LM5045 und die Möglichkeit zum Bestellen von Mustern, PSPICE-Modellen und eines Evaluation-Boards gibt es unter www.national.com/pf/LM/LM5045.html. Informationen über den LM5046 sowie die Möglichkeit zum Download einer Applikationsschrift für ein Eighth-Brick-Design mit 150 W Leistung stehen unter www.national.com/pf/LM/LM5046.html zur Verfügung.
Die neuen Vollbrücken-PWM-Controller sind umgehend verfügbar. Die Preise (ab 1000 Stück) gibt der Hersteller mit 2,25 US-Dollar für den LM5045 und 2,45 US-Dollar für den LM5046 an.
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