Treiber-IC unterstützt breiten DC-Eingangs- und Ausgangsspannungsbereich

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Wandler-Signalformen

Die Spannungssignalformen des Eingangs (Upper Trace) und des Ausgangs (Lower Trace) der Induktivität L1 werden gemessen, während die Differenzsignalform (Middle Trace) die Spannung über der Induktivität vorgibt. Bild 5 zeigt den Wandler im Buck-Modus, Bild 6 illustriert den Boost-Modus.

Aus Bild 5 und 6 wird ersichtlich, dass die Induktivitäts-Signalformen sich von einem herkömmlichen Buck-Boost unterscheiden. Die Spannung über der Induktivität ist bei Vout-Vin für die Dauer des Speicherverzögerungsintervalls TD festgestellt. Während dieser Zeit befindet sich Q2 im ausgeschalteten und Q1 für die Dauer seiner Speicherzeit im eingeschalteten Zustand.

Während dieser Zeit wird über Q1 und nicht über D1 Leistung am Ausgang bereitgestellt. Ein höherer Wirkungsgrad stellt sich ein, da VCE(sat) des PNP-Transistors (100 mV) weniger als der Spannungsabfall über die Schottky-Diode D1 (300 mV) misst. Wären die Zeitverzögerungsintervalle umgekehrt und Q1 zuerst abgeschaltet, würde Energie durch die Induktivität L1, den Schalter Q2 und die Diode D1 fließen.

Für die Last stünde keine Leistung bereit, bis Q2 abschaltet. Der Wirkungsgrad des Wandlers ist in Bild 7 dargestellt und variiert zwischen 75 und 80%. Die Daten wurden bei Vin = 12 V erfasst, während der Ausgang zwischen 11 und 26 V bei 700 mA konstanter Stromlast belastet wurde.

Das V·μs-Gleichgewicht aus Gleichung 1 wird wie folgt geändert:

Vin·D·TS±(Vout-Vin)·TD = Vout·(1-D-TD)·TS

Anwendungen mit variabel geregelter Eingangsspannung

ON Semiconductors neue monolithische NCP3063-Controller und die Familie von e2PowerEdge-Bipolartransistoren mit niedriger Sättigungsspannung lassen sich zusammen für eine nicht invertierende Boost-Topologie kombinieren, die LED-Anordnungen mit einem konstanten Strom versorgt. Ein High-Side-/Low-Drop-Stromabtastung zielt auf die Märkte Automotive, Seefahrt und andere hocheffiziente Anwendungen ab, in denen die Eingangsspannung variabel geregelt wird. Der Ausgang der Stromabtastung wird zur Änderung der Oszillator-Rampensteilheit und zur Tastgradmodulation verwendet – unabhängig von der Gated-Oszillatorfunktion des IC. Die klassische Transferfunktion des Buck-Boost-Wandlers wird durch das Speicherzeitintervall zwischen den NPN- und PNP-Bipolartransistoren modifiziert.

*Bernie Weir ist Director of Applications bei ON Semiconductor.

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