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5-2018

Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Bauelemente Synchroner

Bauelemente Synchroner abwärts wandelnder 150-V-Zweifach-DC/DC-Controller Analog Devices kündigte den Power-by-Linear-Baustein LTC7810 an, einen nichtisolierten, synchronen, abwärts wandelnden Hochspannungs- DC/DC-Controller mit zwei Ausgängen, der sämtliche N-Kanal-MOSFET-Leistungsstufen ansteuert. Sein Eingangsspannungsbereich geht von 4,5 bis 140 V Endwert. Der Baustein arbeitet mit Hochspannungseingängen oder einem Eingang, der hohe Spannungsspitzen aufnimmt, was externe Überspannungsschutzbauteile erübrigt. Der LTC7810 arbeitet mit bis zu 100% Tastgrad, wenn die Eingangsspannung auf 4,1 V abfällt, was ideal für Applikationen im Transportwesen, der Industrie, Robotik und Datenkommunikation ist. Die Ausgangsspannung kann zwischen 1 und 60 V mit Ausgangsströmen von bis zu 20 A pro Kanal mit hohen Wirkungsgraden bis zu 96% eingestellt werden. Der Baustein zieht im Schlafmodus bei einer Eingangsspannung von 48 V nur 16 µA Strom, wobei die Ausgänge auf 12 und 3,3 V geregelt sind, was sich gut für ständig eingeschaltete Systeme eignet. Eine interne Ladungspumpe erlaubt den Betrieb mit 100% Tastgrad im Dropout, eine nützliche Eigenschaft, wenn er von einer Batterie während der Entladung versorgt wird. Die Spread-Spectrum-Option reduziert abgestrahlte und leitungsgebundene Emissionen. Die leistungsstarken N-Kanal-MOSFET-Gate-Treiber des LTC7810 können auf 6, 8 oder 10 V programmiert werden, um die Verwendung von MOS- FETs mit Logikpegel oder Standardschwellwert zu ermöglichen und den Wirkungsgrad zu maximieren. Um bei Anwendungen mit hoher Eingangsspannung eine zu große Verlustleistung auf dem Chip zu vermeiden, kann der LTC7810 das Gate eines optionalen externen N-Kanal- MOSFETs ansteuern und arbeitet damit als ein Linearregler mit geringem Dropout, um das IC zu versorgen. Der EXTVCC- Pin ermöglicht die Versorgung des LTC7810 vom Ausgang des Reglers oder einer anderen verfügbaren Quelle, was die Verlustleistung weiter reduziert und den Wirkungsgrad verbessert. Der LTC7810 arbeitet mit einer wählbaren festen Frequenz zwischen 50 und 750 kHz und ist synchronisierbar mit einem externen Takt von 75 bis 720 kHz. Der Anwender kann zwischen Forced-Continuous-, Pulse-Skipping- oder Burst- Modus wählen, wobei letzterer eine geringe Restwelligkeit bei kleinen Lasten aufweist. Seine Current-Mode-Architektur bietet eine einfache Kompensierung der Regelschleife, schnelles Einschwingen und exzellente Ausregelung von Betriebsspannungsschwankungen. Für höchste Effizienz kann die Strombestimmung durch Messen des Spannungsabfalls an der Ausgangsspule erfolgen oder durch Einsatz eines optionalen Fühlwiderstands. Eine kurze Einschaltdauer von minimal 90 ns ermöglicht hohe Abwärtswandelverhältnisse bei hoher Schaltfrequenz. Strom- Foldback begrenzt die Verlustleistung an den MOSFETs während Überlastbedingungen. Weitere Features sind eine einstellbare Eingangsüberspannungs-Sperre und Soft-Start. Der LTC7810 ist mit einem thermisch verbesserten eLQFP- Gehäuse mit 7 x 7 mm Kantenlänge und 48 Anschlüssen verfügbar. Unbelegte Pins werden genutzt, um den Pin-Abstand für hohe Spannung zu vergrößern. Es gibt zwei Sperrschichttemperatur-Varianten, einen erweiterten und einen industriellen Temperaturbereich von -40 bis +125 °C sowie eine Hochtemperatur-Automobilversion mit -40 bis +150 °C. ■ Analog Devices, Inc. www.analog.com Kleinste gekoppelte Speicherdrossel Die WE-DPC HV (Double Power Choke High Voltage) ist eine magnetisch geschirmte und gekoppelte SMD-Speicherdrossel mit zwei identischen Windungen, die eine sehr hohe Isolationsspannung von 1,5 kV aufweist. Sie ist das kleinste Produkt dieser Art im Portfolio von Würth Elektronik eiSos. Mit der Speicherdrossel der Größe 5030 wird ein 40% geringerer Gleichstromwiderstand im Vergleich zu Konkurrenzprodukten errreicht. Zudem kann der Kunde aus Induktivitätswerten zwischen 1 und 47 µH wählen. Das neue Produkt WE-DPC HV eignet sich optimal für SEPIC-, Flyback-, Zeta- und Multi-Output-Buck-Konverter. Es kann als Speicherdrossel in Serien- und Parallelschaltungen eingesetzt werden. Die WE-DPC HV bietet Funktionsisolierung für 250-V RMS -Nennspannung. Kostenlose Muster der neuen SMD-Speicherdrossel sind ab sofort verfügbar. Alle Produkte sind ab Lager lieferbar. ■ Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG www.we-speed-up-the-future.com www.we-online.de 58 hf-praxis 5/2018

Bauelemente Isoliertes Hochleistungs- Gate-Treiber-Board Synchroner ab- und aufwärts wandelnder Controller Analog Devices, Inc. stellte in Zusammenarbeit mit der Microsemi Corporation das branchenweit erste Hochleistungs-Evaluation-Board für Halbbrücken- SiC-Leistungsmodule mit bis zu 1200 V und 50 A bei Schaltfrequenzen von 200 kHz vor. Es wurde entwickelt, um die Zuverlässigkeit neuer Designs zu verbessern und zugleich die Notwendigkeit zur Erstellung zusätzlicher Prototypen zu reduzieren - dies spart wertvolle Zeit, senkt die Kosten und verkürzt die Time-to-Market für Kunden aus den Bereichen Leistungswandlung und Energiespeicherung. Das Gate-Treiber-Board kann als Funktionsblock in komplexeren Topologien, beispielsweise Vollbrücken- oder mehrstufigen Wandlern, sowie zum Debugging von Kundenlösungen verwendet werden. Darüber hinaus kann es als Evaluierungsplattform oder in wandlerähnlichen Konfigurationen zum Test sowie zur Evaluierung des isolierten Gate-Treibers ADuM4135 mit iCoupler- Digitalisolationstechnologie von Analog Devices und dem DC/ DC-Treiber LT3999 in einem Hochleistungssystem fungieren. Das Hochleistungs-Evaluation-Board ermöglicht SiC- Leistungsmodulen von Microsemi, Vorteile wie eine gemeinsame Testbench, eine höhere Leistungsdichte für reduzierte Abmessungen und Kosten sowie isoliertes und leitendes Substrat und minimale parasitäre Kapazitäten für höhere Effizienz, Leistungsfähigkeit und ausgezeichnetes Wärmemanagement bereitzustellen. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich das Board für Anwendungen wie zum Beispiel Systeme zum Laden von Elektro- und Hybrid-Elektrofahrzeugen, DC/ DC-Wandlern, Schaltnetzteilen, Steuerungen für Hochleistungsmotoren und Betätigungssysteme für die Luftfahrt sowie Plasma/Halbleiter-Equipment, Laser und Lötsysteme, MRTs und Röntgengeräte. Produkt-Highlights: • Halbbrücken-Topologie • 1200 V, 50 A bei 200 kHz • >100 kV/µs CMTI • 1,2 kV galvanische Isolation • unabhängige High- und Low- Side-PWM-Eingänge (Single Control mit 70 ns Totzeit für Tests) • 1 LT3999 + 1 ADuM4135 (High- und Low-Side) • komplett getesteter Entsättigungsschutz • niederinduktive und Hochstrom-Anschlüsse für V+, V- und AC-Phasenanschluss • unterstützt Microsemi-Halbbrücken-SiC-Leistungsmodule in Standard-SP1-Gehäusen ■ Analog Devices, Inc. www.analog.com Analog kündigte den Power-by- Linear-IC LTC3777 an, einen synchronen ab-/aufwärts wandelnden 150-V-Controller mit vier integrierten Schaltern und hohem Wirkungsgrad (bis zu 99%), der mit Eingangsspannungen über, unter oder gleich der geregelten Ausgangsspannung arbeitet. Sein Eingangsspannungsbereich von 4,5 bis 150 V macht ihn für Hochspannungsquellen geeignet, auch gibt es einen Eingang, der hohe Spannungsspitzen verträgt. Um in Anwendungen mit hoher Eingangsspannung eine hohe Verlustleistung im Chip zu verhindern, hat der LTC3777 für den eigenen Stromverbrauch eine schaltende Bias-Versorgung mit hohem Wirkungsgrad und geringem Ruhestrom. Die Ausgangsspannung des LTC3777 kann bei Ausgangsströmen von einigen zehn Ampere, abhängig von der Wahl der externen Komponenten, zwischen 1,2 und 150 V eingestellt werden. Mit einem einzigen Bauteil lässt sich eine Ausgangsleistung von bis zu 500 W bereitstellen. Höhere Leistungen sind möglich, wenn mehrere Bausteine parallel geschaltet werden. Die leistungsstarken N-Kanal-MOS- FET-Gate-Treiber des LTC3777 lassen sich zwischen 6 bis 10 V einstellen, was den Einsatz von MOSFETs mit Logikpegel oder mit Standardschwellwerten ermöglicht. Der LTC3777 hat eine proprietäre Current-Mode-Control- Architektur, die in den Abwärts-, Aufwärts- und Ab-/Aufwärts- Betriebsarten eine feste Frequenz sicherstellt. Die Betriebsfrequenz kann mit einem externen Takt zwischen 50 und 600 kHz synchronisiert werden, wobei die Ein-/Ausgangs-Konstantstromschleife die Versorgung zum Laden einer Batterie und den Übelastschutz übernimmt. Um den Wirkungsgrad bei kleinen Lasten zu maximieren, kann der Anwender entweder zwischen dem erzwungen kontinuierlichen Modus oder diskontinuierlichem Betrieb wählen. Weitere Eigenschaften sind der nahtlose Übergang zwischen Betriebsbereichen, eine Power-Good-Spannungsüberwachung, einstellbare Soft-Start- und Eingangsüberspannungs-Sperre sowie die Trennung der Ausgangsspannung beim Abschalten. Der LTC3777 ist lieferbar mit einem e-LQFP-Gehäuse mit 48 Anschlüssen und Pin-Skipping für ausreichend große Pinabstände bei hohen Spannungen. Versionen für den erweiterten und den industriellen Temperaturbereich von -40 bis +125 °C sind ebenfalls verfügbar. ■ Analog Devices, Inc. www.analog.com hf-praxis 5/2018 59