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Analog-/Mixed-Signal-ICs
Bilder: Linear Technology
Bild 1:
Vereinfachtes
Blockdiagramm
des
LTC4364.
Bild 2:
Überspannungsschutz
mit Verpolungsschutz
schützt
vor Eingangstransienten
bis
200 V/-24 V.
Bild 3: Der LTC4364 liefert 27 V an die
Last, auch wenn Spannungsspitzen bis
92 V am Eingang auftreten.
Bild 4: Die 2:1 rücklaufende Strombegrenzung
verhindert Stress auf dem
MOSFET bei Kurzschluss am Ausgang.
Bild 5: Nach einem Überspannungsfehler liefert die
Sequenz des LTC4364-2 Neustarttimers eine lange
Abkühlphase (Tastverhältnis 0,1 %).
Bild 6: Eingangs-UV- und OV-Monitore können so
konfiguriert werden, dass sie bei Überspannung ein
Wiedereinschalten verhindern.
Bild 7a: Bei Eingangskurzschluss oder
Spannungsaussetzern geht der DGate-Pin
auf low, schaltet den Ideal-Diode-MOSFET
ab und hält so die Ausgangsspannung.
Bild 7b: Eingangsschutz am LTC4364. Bei
Falschpolung geht der DGate-Pin auf Potenzial
des Source-Pin, schaltet den Ideal-Diode-MOS-
FET aus und unterbricht den Rückstrom.
Falschpolung und Spannungseinbrüche
Gegen Falschpolung am Eingang wird oft eine Schottky-Blockingdiode
eingesetzt. Diese Diode verbraucht Leistung und reduziert
die Betriebsspannung für den Lastkreis, dies besonders bei niedrigen
Eingangsspannungen wie sie beim Kaltstart von Automobilen
auftreten. Der LTC4364 eliminiert die konventionelle Schottky-
Blockingdiode mit ihren Spannungs- und Leistungsverlusten
durch Verwendung eines DGate-Pin zur Ansteuerung eines zweiten
entgegengepolten MOSFETs (M2 in Bild 2). Im normalen Betrieb
reguliert der IC die Durchlassspannung auf nur 30 mV (V DS
von M2). Ist der Laststrom groß genug, um eine Durchlassspannung
größer 30 mV zu erzeugen, wird M2 voll durchgeschaltet
und sein V DS
entspricht R DS(On)
x I Load
.
Bei einem Kurzschluss am Eingang oder einem Ausfall der Versorgung
fließt zeitweise ein Rückstrom durch M2. Der LTC4364
erkennt den Rückwärtsspannungsabfall und schaltet sofort den
M2 ab, minimiert die Entladung des Ausgangskondensators und
hält die Ausgangsspannung aufrecht. Bild 7 zeigt einen Schluss der
12 V Eingangsspannung auf Masse. Der LTC4364 reagiert auf dieses
Ereignis durch Setzen des DGate-Pin auf low, unterbricht den
Rückstrompfad und hält so die Ausgangsspannung aufrecht.
Wird die Batterie falsch angeschlossen, verbindet der IC den
DGate-Pin mit dem Source-Pin (der folgt der Eingangsspannung)
ohne zusätzliche externe Komponenten. M2 bleibt ausgeschaltet
und trennt den Lastschaltkreis vom Eingang wie in Bild 7b gezeigt.
Die V cc
-, /SHDN-, UV-, OV-, HGate-, Source- und DGate-Pins
überstehen alle 100 V über und 40 V unter GND-Potenzial.
Eingebauter Ausgangsschutz
Ist der Ausgang des ICs direkt mit dem Steckverbinder verbunden
(Bild 8), können Überspannung, Kurzschluss oder Rückspannungen
auftreten. Da schützt der LTC4364 den Lastkreis und die Ein-
32 elektronik industrie 03/2013
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