Der hybride DC / DC-Wandler rüttelt den geschalteten Kondensator in den Tiefsetzsteller

Namens LTC7821"Dies ist der branchenweit erste hybride Step-Down-Synchronregler, der einen Switched-Capacitor-Schaltkreis mit einem Synchron-Step-Down-Controller kombiniert und eine bis zu 50% ige Reduzierung der DC / DC-Wandlerlösung im Vergleich zu herkömmlichen Step-Down-Lösungen ermöglicht" Analog. "Diese Verbesserung wird durch eine dreimal höhere Schaltfrequenz ermöglicht, ohne die Effizienz zu beeinträchtigen. Alternativ kann eine auf LTC7821 basierende Lösung bei Betrieb mit derselben Frequenz eine um bis zu 3% höhere Effizienz bieten. "

Das Design scheint dem 500-Volt-LTC7820-DC / DC-Wandler mit festem Verhältnis, das das Unternehmen im Juli letzten Jahres auf den Markt gebracht hatte, viel zu eigen zu sein.

Beim LTC7821 Hybrid-Design schalten die MOSFETs paarweise (siehe Diagramm) mit M1 und M3 zusammen, abwechselnd mit M2 und M4 zusammen.

Das erste, was dies tut, ist durch Umschalten zwischen Cfly und Cmid, Vin / 2 oben auf Cmid zu halten - affektiv die Eingabe in den Abwärtswandler.

Das Umschaltzeitverhalten wird jedoch durch eine Strommodus-Schleife gesteuert, die den Induktor überwacht:
M1 und M3 werden durch ein durch den Haupttakt gesetztes Latch eingeschaltet und dann ausgeschaltet, wenn der Induktivitätsstrom einen Schwellenwert erreicht, der das Latch rücksetzt. M2 und M4 werden dann eingeschaltet.
Der Spitzeninduktorstrom wird durch den Ausgangsspannungsfehlerverstärker gesteuert - relativ zu einem On-Chip von 0,8 V (oder einer optionalen externen Referenz).
M2 und M4 bleiben eingeschaltet, bis der Induktorstrom zu invertieren beginnt oder der Beginn des nächsten Taktzyklus beginnt.
M3 und M4 arbeiten ähnlich wie herkömmliche Abwärtswandler, wobei M3 hart schaltend und M4 bei Nullspannung weichschaltend ist.

Genau wie beim früheren LTC7820 hat der LTC1821 einen Start-up-Modus, in dem Cfly und Cmid auf Vin / 2 vorgeladen werden, bevor das Hauptschalten initiiert wird, um zu verhindern, dass große Ströme fließen. Die zwei Chips teilen sich auch ein Totem-Pol-Schema (siehe Schottky-Diodenkette), das Boot-Band-Spannungen an die internen n-Kanal-MOSFET-Treiber liefert.

Der Chip arbeitet über 10-72V (80V absolut) und liefert Ausgänge von 0.9 bis 33.5V mit Strom in 10s - abhängig von den externen Komponenten.

In einer typischen 48V bis 12V 20A-Anwendung, sagte der Firma, 97% Wirkungsgrad ist erreichbar bei 500 kHz: "Die gleiche Effizienz kann nur in einem traditionellen synchronen Tiefsetzsteller erreicht werden, indem bei einem Drittel der Betriebsfrequenz geschaltet wird Verwendung von viel größeren Magneten und Ausgangsfilterkomponenten. "

Die Umschaltung erfolgt mit einer festen Frequenz von 200 kHz bis 1,5 MHz.

MOSFET-Treiber haben 1Ω-Ausgänge - niedrig genug, um mehrere MOSFETs parallel zu treiben, sagte Analog, und die Current-Mode-Steuerung erlaubt auch mehrere LTC7821s, sich in mehrphasigen parallelen Konfigurationen zu teilen.

Andere Ansprüche für die Hybridanordnung sind geringe EMI und verringerte MOSFET-Beanspruchung aufgrund des weichgeschalteten Front-Ends.

Nicht isolierte Zwischen-Bus-Anwendungen werden in der Energieverteilung, Datenkommunikation, Telekommunikation und 48-V-Automobilsystemen erwartet.