Z1000 No-Bus Reference Design- German Language - Power-One

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Kochen mit Edi
Diesmal: Referenz-Design für ein Stromsystem mit No-Bus POL-Wandlern
Die Entwicklung mit No-Bus Z-One Digital POL-Wandlern ist so einfach wie der Bau eines LEGO-Modells.
Weder jahrelange Erfahrung in der Entwicklung von Analog-Designs (obwohl das nicht schaden kann), noch
tiefgehende Kenntnisse von Z-Transformationen sind dafür notwendig.
Zuerst wählen Sie POL-Wandler mit geeigneter Strombelastbarkeit
aus. Muss der Ausgangsstrom höher als die
Strombelastung eines einzigen POL-Wandlers sein, platzieren
Sie mehrere Wandler parallel, indem Sie die CS-Pins wie im
oberen Schaltbild (POL1 und POL2) gezeigt schalten.
Programmieren Sie anschließend die Ausgangsspannung,
indem Sie einen Widerstand zwischen die TRIM und VREF-
Pins hinzufügen. Der Widerstandswert wird auf Grundlage der
erforderlichen Ausgangsspannung berechnet:
benötigt. Der benötigte Kondensator wird mit der Formel
ermittelt, wobei C DELAY
der Wert des Verzögerungskondensators
in µF und T die Temperatur des POL-Wandlers beim
Hochfahren in Grad Celsius ist. Ein Kondensator mit 0,47 µF
wird bei Zimmertemperatur zum Beispiel beim Hochfahren
für eine Verzögerung von etwa 120 ms sorgen.
Wird kein Kondensator verbunden und der EN-Pin nicht
geerdet, fahren alle POL-Wandler hoch, sobald die Eingangs-
Als Nächstes müssen Sie die Folgesteuerung festlegen. Sollen
alle POL-Wandler gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden?
Falls Ja, verbinden Sie die OK-Leitungen der POL-Wandler
wie im Schaltbild gezeigt. Ist eine Verzögerung beim Hochfahren
erforderlich, fügen Sie einen Verzögerungskondensator
zwischen die DELAY-Pin eines jeden POL-Wandlers und die
Masse (GND). Für eine Gruppe von POL-Wandlern mit gleicher
Verzögerung beim Hochfahren wird nur ein Kondensator
„So einfach wie LEGO spielen“
Mikhail Guz, Leiter der Abteilungen
Strategisches Marketing und
Applikationsentwicklung bei
Power-One hat die POL Lösung
zum nachkochen.
System-Performance optimieren, Anzahl der Komponenten reduzieren:
POL macht es möglich.
spannung den UVLO-
Grenzwert erreicht.
Für eine Stufung (Kaskadierung)
müssen Sie die
EN- und PGOOD-Pins der POL-
Wandler verbinden. In diesem Fall
wird der POL-Wandler erst dann eingeschaltet,
wenn der andere POL-Wandler
vollkommen betriebsbereit ist und ein
hohes Power-Good-Signal anliegt.
Digitale No-Bus Z-OneTM-POL-
Wandler bieten erweiterte Möglichkeiten
für das Power-Management, wie
zum Beispiel eine Frequenz-Synchronisierung,
Verschachtelung
und Kompensierung von Rückkopplungsschleifen.
Der Anwender
muss zwar keine dieser Funktionen aktivieren oder programmieren,
kann jedoch damit die System-Performance optimieren
und die Anzahl der externen Komponenten reduzieren.
Zur Synchronisierung der Schaltfrequenz mehrerer POL-
Wandler verbinden Sie die SYNC-Pins aller POL-Wandler miteinander
und mit einem externen Taktgeber. Ist kein Taktgeber
verfügbar, kann ein POL-Wandler als Haupttaktgeber konfiguriert
werden. Dafür müssen dessen INTL-Pins und die IM-Pin
mit der Masse verbunden werden. Im Schaltbild ist der POL1
der Haupttaktgeber.
Der Anwender kann eine Verschachtelung oder Phasenverschiebung
für jeden POL-Wandler im System programmieren,
um das Ein- und Ausgangsrauschen zu reduzieren. Die Verschachtelung
wird von der von den INTL[0:4]-Pins kodierten
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Kochen mit Edi Digital Power
Dezimalzahl bestimmt. Zur Berechnung der tatsächlichen Phasenverschiebung
multiplizieren Sie die Zahl für den entsprechenden
POL-Wandler mit 11,25°. Der POL2 hat zum Beispiel
eine Phasenverschiebung von 180°. Eine derartige Phasenverschiebung
zwischen zwei parallel geschalteten POL-Wandlern
Anschaltvorgang des
Stromsystems, das
nach dem oberen
Schaltbild entworfen
wurde.
sorgt für eine drastische Reduzierung des Ausgangsrauschens,
weil die Schaltfrequenz-Welligkeit aufgehoben wird. Der POL4
und POL3 haben eine Phasenverschiebung von 90° bzw. 270°
und verstärken das Rauschen, das zurück zur Eingangsquelle
reflektiert wird.
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Je nach dem kodierten Wert der CCA[0:2]-Pins wird ein Set
an digitalen Filterkoeffizienten benötigt, die die Eigenschaften
der Rückkopplungsschleife bestimmen. Es gibt sieben Koeffizienten-Sets,
die für verschiedene Eingangsspannungsbereiche
und -typen sowie die Höhe der externen Kapazität optimiert
sind. Alle POL-Wandler im Schaltbild besitzen den Wert
CCA=7. Dies ist die beste Einstellung für einen Eingangsspannungsbereich
von 8 bis 12 V und eine Ausgangskapazität, die
mit Tantal- und Keramikkondensatoren erzeugt wird.
Damit ist die Entwicklung eines Stromsystems mit No-Bus
Z-One Digital POL-Wandlern abgeschlossen.
Die Zutaten
Mit dem Stromversorgungssystem „Z-One“ bietet Power-One eine
Architektur, die Energieumwandlung mit Power Management vereint
und eine Kommunikation aller Systembauteile untereinander sowie
mit einem zentralen Rechner bietet. Der Einsatz der „Z-One“-Architektur
vereinfacht nicht nur das Stromversorgungs-Design, sondern
reduziert die Anzahl der Bauteile, verringert die Kosten um 20 % bis
50 %, verbessert die Zuverlässigkeit und erhöht die Leistungsdichte.
Ein einziger POL-Wandler-Typ der Z-Serie genügt für eine Vielzahl von
Applikationen – er wird durch die Programmierung an den jeweiligen
Einsatz angepasst. Der Anwender kann die Programmierung zu jeder
Zeit während der Produktentwicklung, Fertigung, beim Service oder im
fliegenden Wechsel vornehmen, ohne den Baustein von der Leiterplatte
zu entfernen oder externe Bauteile austauschen zu müssen. Zusätzlich
ermöglichen die POL-Wandler der Z-Serien das Parallelschalten
mit aktiver Stromaufteilung, echten Schutz bei kurzgeschlossenem
Leistungsschalter und Übertemperaturschutz. Neben der Programmierung
über den Kommunikationsbus kann die Ausgangsspannung auch
mit einem Trimm- Widerstand oder mit einem erweiterten 6-bit-„Voltage
Identification“-Code (VID) programmiert werden.
Um die Performance des Stromsystems noch stärker zu optimieren
und den Entwicklungsprozess zu beschleunigen, bietet Power-One
weitere Ressourcen für Entwickler an. So gibt es für jeden POL-
Wandler SPICE- und IBIS-Modelle, von denen versierte Entwickler
profitieren dürften. Außerdem werden interaktive Z-1000- und
E/A-Filter-Entwicklungstools auf Excel-Basis angeboten. Durch
Beantwortung einiger weniger Fragen können so Designs vervollständigt
und die richtigen Filter für spezielle Verwendungszwecke
ermittelt werden. Diese und weitere praktische Entwicklungstools
sowie Hinweise zu bestimmten Applikationen kann man sich unter
www.power-one.com herunterladen.
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