Spannungswandler USW 525 - TecHome.de
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Bau- und Bedienungsanleitung<br />
Im so genannten Buck-Boost-Mo<strong>de</strong><br />
sind die Spitzenströme in <strong>de</strong>r Induktivität<br />
<strong>de</strong>utlich geringer als bei konventionellen<br />
Buck-Boost-DC/DC-Wandlern. Die Synchron-Gleichrichtung<br />
mit 4 Schaltern und<br />
<strong>de</strong>r geringe Stromripple in <strong>de</strong>r Induktivität<br />
sorgen für einen hohen Wirkungsgrad.<br />
Der Stromshunt (RSense) in <strong>de</strong>r gemeinsamen<br />
Source-Leitung von FET T 3 und<br />
FET T 4 dient zur Stromerfassung. Dadurch<br />
ist in sämtlichen Betriebsmodi ein Schutz<br />
gegenüber zu hohen Spannungen, zu hohen<br />
Strömen und Kurzschluss vorhan<strong>de</strong>n.<br />
Bei Standard-Boost-Konvertern (Step-up-<br />
Wandler) ist die Realisierung eines Kurzschlussschutzes<br />
äußerst schwierig. Beim<br />
LTC 3780 hingegen wird <strong>de</strong>r Wandler zuerst<br />
zwangsweise in <strong>de</strong>n Buck-Mo<strong>de</strong> geschaltet<br />
und dann <strong>de</strong>r Strom durch die Induktivität<br />
begrenzt.<br />
Schaltung<br />
Die Schaltung <strong>de</strong>s gesamten Step-up/<br />
Step-down-<strong>Spannungswandler</strong>s ist in Abbildung<br />
4 dargestellt. Wie zu sehen ist, sind<br />
neben <strong>de</strong>m LTC 3780 und <strong>de</strong>n 4 Leistungs-<br />
FETs nur noch wenige externe Komponenten<br />
erfor<strong>de</strong>rlich. Die Bauteil-Nummerierung<br />
<strong>de</strong>r Leistungs-FETs stimmt mit <strong>de</strong>r<br />
Nummerierung in Abbildung 2 überein,<br />
so dass die Funktionsweise leicht wie<strong>de</strong>rzuerkennen<br />
ist.<br />
4<br />
7V-25V<br />
DC<br />
Ein<br />
S1<br />
Aus<br />
KL1 KL2<br />
R3<br />
R4<br />
10k<br />
R2<br />
5k6<br />
120K<br />
R8<br />
D2<br />
200K<br />
+U-IN<br />
C1<br />
+U-OUT<br />
ZPD4V7<br />
C2<br />
3u3<br />
50V<br />
3u3<br />
50V<br />
Ausgangsspannung<br />
4V-25V<br />
CF<br />
CM<br />
SC/B<br />
C3<br />
ST1<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
C4 + C5<br />
3u3<br />
50V<br />
+UB<br />
22u<br />
35V<br />
Power Good<br />
D1<br />
C16<br />
C17<br />
C18<br />
C19<br />
C6<br />
10n<br />
SMD<br />
22n<br />
SMD<br />
47p<br />
SMD<br />
10n<br />
SMD<br />
R10<br />
10K<br />
C20 C21<br />
1n<br />
SMD<br />
C7<br />
1n<br />
SMD<br />
1n<br />
SMD<br />
100p<br />
SMD<br />
R6<br />
2K2<br />
R7<br />
100K<br />
C22<br />
10n<br />
SMD<br />
+U-IN<br />
+U-IN<br />
10n<br />
SMD<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
10<br />
11<br />
12<br />
PGOOD<br />
SS<br />
SENSE +<br />
SENSE -<br />
ITH<br />
IC1<br />
VOSENSE BOOST1<br />
SGND<br />
RUN<br />
FCB<br />
PLLFLTR<br />
PLLIN<br />
STBYMD<br />
LTC3780<br />
+UB<br />
D3<br />
Schaltregler-IC<br />
VIN<br />
EXTVCC<br />
INTVCC<br />
TG1<br />
SW1<br />
TG2<br />
SW2<br />
BOOST2<br />
Bild 4: Schaltung <strong>de</strong>s Universal-<strong>Spannungswandler</strong>s <strong>USW</strong> <strong>525</strong><br />
BG2<br />
BG1<br />
PGND<br />
10MQ060N<br />
R12<br />
10R<br />
R17<br />
0R<br />
R18<br />
0R<br />
C23<br />
C24<br />
C26<br />
C27<br />
100n<br />
SMD<br />
220n<br />
SMD<br />
220n<br />
SMD<br />
Die Eingangsspannung wird <strong>de</strong>r Schaltung<br />
an <strong>de</strong>r Schraubklemme KL 1 zugeführt<br />
und gelangt direkt auf <strong>de</strong>n Schalttransistor<br />
T 2. Die Kon<strong>de</strong>nsatoren C 1 bis C 7 dienen<br />
zur hochfrequenten Störunterdrückung<br />
und zur Pufferung. Insbeson<strong>de</strong>re die stei-<br />
�������������������������������������������<br />
müssen mit entsprechen<strong>de</strong>n Kon<strong>de</strong>nsatoren<br />
abgefangen wer<strong>de</strong>n.<br />
Der LTC 3780 wird über R 12 mit Spannung<br />
versorgt, wobei D 5 zum Überspannungsschutz<br />
dient.<br />
Eine intern erzeugte stabilisierte Gleichspannung<br />
von 6 V steht auch extern an<br />
Pin 19 zur Verfügung.<br />
Über die Pins 13 bis 16, 18 und 22 bis 24<br />
wer<strong>de</strong>n die Schalttransistoren, wie bereits<br />
in Abbildung 2 beschrieben, gesteuert.<br />
Zur Regelung wird die Ausgangsspannung<br />
über <strong>de</strong>n einstellbaren, mit R 2 bis<br />
R 4 aufgebauten Spannungsteiler auf <strong>de</strong>n<br />
Eingang <strong>de</strong>s Fehlerverstärkers (Pin 6) geführt.<br />
Mit R 3 kann nun die Ausgangsspannung<br />
<strong>de</strong>s Wandlers zwischen 4 V und 25 V<br />
stufenlos eingestellt wer<strong>de</strong>n.<br />
An Pin 1 <strong>de</strong>s Bausteins steht das so ge-<br />
������� �������������������� ���� �����gung.<br />
Hierbei han<strong>de</strong>lt es sich um einen<br />
���������������������� ���� ������� �����<br />
Masse gezogen wird, wenn die Ausgangsspannung<br />
mehr als ±7,5 % vom eingestellten<br />
Soll-Wert abweicht. Die über R 6<br />
mit Spannung versorgte Leuchtdio<strong>de</strong> D 1<br />
10MQ060N<br />
21<br />
20<br />
19<br />
23<br />
22<br />
24<br />
14<br />
15<br />
13<br />
16<br />
18<br />
17<br />
D4<br />
+U-IN<br />
D5<br />
+U-OUT<br />
1u<br />
C25 SMD<br />
4u7<br />
20V SMD Tantal<br />
+<br />
BZX84C36LT1<br />
C8<br />
R19<br />
1K2<br />
R20<br />
1K2<br />
C9<br />
100p 10n<br />
SMD SMD<br />
R14<br />
10R<br />
R15<br />
10R<br />
C10 + C11 C12 C13<br />
330u<br />
35V<br />
+U-IN<br />
T2<br />
T3<br />
22u<br />
25V<br />
Si7884DP<br />
Si7884DP<br />
22u<br />
25V<br />
D7<br />
22u<br />
25V<br />
R13<br />
10R<br />
R16<br />
10R<br />
R21<br />
18m<br />
+U-OUT<br />
R22<br />
18m<br />
leuchtet somit immer bei korrekter Ausgangsspannung.<br />
Der Kon<strong>de</strong>nsator C 16 an Pin 2 sorgt<br />
�����������������������������������������triebsspannung.<br />
Die Mess-Eingänge zur Erkennung <strong>de</strong>s<br />
Ausgangsstroms stehen an Pin 3 und Pin 4<br />
<strong>de</strong>s Bausteins zur Verfügung. Die an <strong>de</strong>n<br />
Shunt-Wi<strong>de</strong>rstän<strong>de</strong>n R 21, R 22 abfallen<strong>de</strong><br />
Spannung wird über R 17 bis R 20 auf<br />
diese Eingangspins gegeben. Sobald <strong>de</strong>r<br />
Spannungsabfall an <strong>de</strong>n Shuntwi<strong>de</strong>rstän<strong>de</strong>n<br />
<strong>de</strong>n Grenzwert überschreitet, erfolgt<br />
eine Strombegrenzung. Der maximale Aus-<br />
30BQ100<br />
4,7uH/10A<br />
T1<br />
Speicherdrossel<br />
L1<br />
Strom-<br />
Shunt<br />
T4<br />
4V-25V<br />
DC<br />
Si7884DP<br />
D6<br />
Si7884DP<br />
Bild 5: Max. Spannungsabfall an <strong>de</strong>n<br />
Shunt-Wi<strong>de</strong>rstän<strong>de</strong>n in Abhängigkeit<br />
vom Verhältnis <strong>de</strong>r Eingangsspannung<br />
zur Ausgangsspannung<br />
30BQ100
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