Leitfaden zur Auswahl des richtigen Abwärtswandlers

Wenn Sie jemals ein Stromversorgungssystem entworfen haben, kennen Sie die Qualen der Modulation von Ausgangs- und Eingangsspannung. Die Beschränkungen der linearen Regelung wurden mit Abwärtsreglern angegangen. Egal, ob Sie mit einem Buck-Regler „gegen den Trend“ (ein Hoch auf die ursprüngliche Begriffsherkunft!) arbeiten oder ihn lieber als Abwärtswandler bezeichnen, es handelt sich um wesentliche Komponenten im Designprozess. Diese Komponenten nehmen eine höhere Eingangsspannung auf und wandeln sie in eine niedrigere Ausgangsspannung um, indem sie diese zerhacken und den Ausgangsleistungstransistor schnell ein- und ausschalten. Auf diese Weise können Sie Probleme mit übermäßiger Wärmeentwicklung vermeiden und eine Rechteckwelle erzeugen. Schließlich können Sie einen LC-Filter verwenden, um sie wieder in eine Gleichspannung am Ausgang des Filters zu glätten.

Um zu entscheiden, welcher DC/DC-Abwärtswandler der richtige für Ihr Projekt ist, ist es wichtig, bessere Informationen über mögliche Anwendungen und Informationen über die Eigenschaften des Wandlers zu haben. Dieser Blog soll Ihnen dabei helfen und konzentriert sich speziell auf die DC/DC-Abwärtswandler von Diodes Incorporated.

Ein typischer AP64352. (Bildquelle: Diodes Incorporated)

Nehmen wir zum Beispiel den 3,5A-Synchron-Abwärtswandler AP64352. Dieser Baustein hat einen weiten Eingangsspannungsbereich von 3,8 V bis 40 V und integriert einen 75 mΩ High-Side-Leistungs-MOSFET und einen 45 mΩ Low-Side-Leistungs-MOSFET, um einen hohen Wirkungsgrad zu gewährleisten. Der AP64352 verwendet eine Spitzenstromregelung, die die Anzahl der für den Betrieb erforderlichen externen Komponenten minimiert. Zusätzlich ist die Schaltfrequenz zwischen 100 kHz und 2,2 MHz einstellbar, so dass der Entwickler die für seine Anwendung am besten geeignete Frequenz wählen kann.

Um keine Quelle für elektromagnetische Interferenzen (EMI) zu sein, enthält der AP64352 ein proprietäres Gate-Treiber-Schema, das dem Klingeln der Schaltknoten entgegenwirkt und so das hochfrequente abgestrahlte EMI-Rauschen der MOSFET-Schaltung reduziert. Zusätzlich wird die EMI durch die Verwendung eines Frequenzspreizspektrums (FSS) mit einem Schaltfrequenz-Jitter von ±6% gemildert. Dies reduziert die EMI, da die abgestrahlte Energie nicht über einen längeren Zeitraum in einer bestimmten Frequenz verbleibt.

Der proprietäre Gate-Betrieb ermöglicht dem AP64352 auch den Betrieb im Low-Dropout(LDO)-Modus. Dies ermöglicht einen Betrieb bei nahezu 100 % Einschaltdauer für einen hohen Wirkungsgrad und eine gleichmäßigere Leistung.

Der AP64352 verfügt außerdem über einige Schutzschaltungen, darunter eine Unterspannungssperre (UVLO), einen Ausgangsüberspannungsschutz (OVP), eine zyklusweise Spitzenstrombegrenzung und eine thermische Abschaltung.

Potenzielle Anwendungen für den AP64352 sind verteilte Stromversorgungen (5 V, 12 V und 24 V), Elektrowerkzeuge, Laserdrucker, Haushaltsgroßgeräte und kleine Haushaltsgeräte, Audiotechnik für Zuhause, Netzwerksysteme, Unterhaltungselektronik und Allzweck-Lastpunkte.

Die Komponente ist zudem in einer AEC-Q100-Version, dem AP64352Q, erhältlich. Diese Version ist ideal für den Einsatz in automobilen 12V-Stromversorgungssystemen, Infotainment, Kombiinstrumenten, Karosserieelektronik und -beleuchtung, Telematik und modernen Fahrerassistenzsystemen.

Diodes Incorporated bietet viele weitere DC/DC-Abwärtsregler an. Komponenten wie der oben beschriebene AP64352 mit einem 3,8V- bis 40V-Eingang oder andere mit einem 3,8V- bis 32V-Eingang, 4,2V- bis 18V-Eingang und 2,3V- bis 5,5V-Eingang. Es sind sowohl Verbraucher- als auch Automotive-Versionen in jedem Spannungsbereich verfügbar.

Mit DC/DC-Wandlern, die eine verbesserte Lösung gegenüber der äquivalenten Reglerschaltung bieten, bietet Diodes das Produkt, das Sie benötigen. Diodes und DigiKey bieten Ihnen eine breite Palette an kostengünstigen, designflexiblen und hocheffizienten Lösungen, die der Schlüssel zur Fertigstellung Ihres Designs sein können.