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Stromversorgungen und
Powermanagement
Bild 3: Wirkungsgradmessung des Multicore-ASIC PoL-Wandlers bei einer
Ausgangsspannung von 0,8 Volt für den minimalen und maximalen
Intermediate-Bus-Spannungs-Wert.
interne Totzeit sowie die minimale Einschaltzeit der PWM möglicherweise
ein Problem darstellen können. Die zweite Herausforderung
– ebenfalls aufgrund der extremen Betriebsbedingungen: der
Wirkungsgrad, insbesondere für die Versorgung des Multicore-
ASICs sowie des I/O-Moduls.
Den optimalen PWM-Controller finden
Die PWM-Controller TPS4030x von Texas Instruments eignen
sich für diese kritischen Anwendungen, weil sie alle erforderlichen
Funktionen zur Bewältigung dieser Herausforderungen bereitstellen.
Das Bauteil ist für 20, maximal 27 Volt, am Vermittlungsknoten
ausgelegt und hat somit genügend Reserve für 14 Volt Eingangsspannung.
Der Baustein verfügt über Feedforward-Kompensation,
was in nicht geregelten Intermediate-Bus-Architekturen
(IBA) nützlich ist, um schnell auf wechselnde Eingangsspannungen
zu reagieren.
Der PWM-Controller weist Einschaltzeiten von bis zu 40 Nanosekunden
bei 600 Kilohertz auf. Die minimalen Tastverhältnisse
schwanken deshalb abhängig von der Schaltfrequenz: 2,7 bis 3,3
Prozent bei 300 Kilohertz, 5,4 bis 6,6 Prozent bei 600 Kilohertz und
10,2 bis 13,8 Prozent bei 1,2 Megahertz. Eine Stromquelle mit
maixmal 5 Prozent Toleranz am LDRV-Pin sorgt für eine sichere
und genaue Überstromerkennung. Dank eines Temperaturkoeffizienten
von 3000 Parts per Million über den kompletten Tempera-
turbereich des Controllers bleibt die Überstromerkennung nahezu
RPP_420x80_0411_v1_Layout 1 4/12/2011 3:00 PM Page 1
DC/DC-Wandler bis 50 Watt - 100% Leistung von - 55°C bis +100°C!
NEU!
Manche mögen‘s heiß und kalt!
Einer Studie zufolge wird jeder zweite
DC/DC-Wandler bei Temperaturen
zwischen +75°C und 100°C oder
-40°C und -55°C betrieben. In diesen
Bereichen, in denen normale Wandler
weder volle Leistung bringen noch
zuverlässig starten, ist die neue
RPP-Familie in ihrem Element.
Schon weit innerhalb der Grenzwerte
gleichen die Vorteile die höheren
Kosten aus. Mit als Kühlkörper
konstruiertem Gehäuse, hohem
Wirkungsgrad, integriertem Class
B-Filter und Isolation bis 3kV setzen
die RPPs Maßstäbe in Leistung
und Effizienz.
www.recom- electronic.com
Bild 4: Bode-Diagramm des I/O-Modules mit 3,3 Volt Ausgangsspannung bei
16,0 Ampere Last und 14,0 Volt Eingangsspannung. 2 Grad Phasenreserve,
100 Kilohertz Regelbandbreite.
temperaturunabhängig. Die Anwendung benötigt eine hohe
Schaltfrequenz, um Maße und Kosten zu reduzieren, allerdings
immer unter Berücksichtigung des benötigten minimalen Tastverhältnisses.
Folgende Lösungen hat TI speziell für diese Anwendung
beim Design der Referenzschaltung berücksichtigt:
■ Nach Möglichkeit kommen nur Keramikkondensatoren am
Ausgang zum Einsatz, insbesondere für 0,7 Volt, um einen
niedrigen Spannungsripple zu erzielen.
■ Maximal 3 Prozent Abweichung der Ausgangsspannung bei einem
Lastsprung von +/- 50 Prozent (von Volllast ausgehend)
lassen sich tolerieren.
■ Implementierung eines dynamisches Voltage-Identification-
Code-Interfaces (VID), um die Ausgangsspannung zwischen
0,7 und 0,9 Volt im Betrieb zu ändern. Dank der hohen Bandbreite
des Fehlerverstärkers (20 MHz) im TPS4030x und der
daraus resultierenden kleinen Ausgangskapazität, lassen sich
die hohen dynamischen Spezifikationen problemlos erfüllen.
Darüber hinaus verfügt der TPS4030x über leistungsstarke Ausgangstreiber,
die Schaltverluste reduzieren und den Wirkungsgrad
besonders bei hohen Ausgangsströmen verbessern.
Die passenden Nex-FETs auswählen
Anschließend hat der Hersteller die Verluste der drei Wandler berechnet,
die für zwei unterschiedliche Schaltfrequenzen entworfen
werden sollten. Diese Berechnungen dienen dazu, die Abweichun-
Wichtige Spezifikationen:
✔ 20, 30, 40 und 50 Watt
✔ -45°C (-55°C) bis +100°C
✔ Wirkungsgrad bis 92%
✔ 2:1 und 4:1 Eingang
✔ Isoliert bis 3kVDC
✔ Class B-Filter integriert
✔ 3 Jahre Gewährleistung