Zuverlässigkeit, hoher Wirkungsgrad und vielseitige Einsetzbarkeit sind bei DC/DC-Abwärtswandlern (Buck-Converter) gefragt. In vielen Applikationen sind sie beim Power-Management unverzichtbar. (Bild: Glyn, SG Micro, Hüthig)
Der hochfrequente, synchrone Abwärtswandler SGM61412 mit integrierten Schaltern von SG Micro (Vertrieb durch Glyn) besitzt einen weiten Eingangsspannungsbereich von 4,5 V bis 42 V. Damit deckt das Bauelement die wichtigsten Industriespannungen von 36 V, 24 V, 15 V und 12 V ab. In diesem Bereich kann er einen Ausgangsstrom von bis zu 1,2 A liefern. Die Ausgangsspannung lässt sich zwischen 0,8 V und und 20 V mittels Spannungsteiler frei parametrieren. Der niedrige Ruhestrom von 55 µA und der niedrige Abschaltstrom von nur 1,2 µA machen ihn außerdem zu einer geeigneten Wahl für batteriebetriebene Anwendungen. Der Wandler besitzt einen hohen Wirkungsgrad von 80 Prozent bis 95 Prozent. Damit lässt sich die Wärmeentwicklung reduzieren und eine längere Nutzung der Applikation bei Akku- oder Batteriebetrieb erreichen.
Themenreihe: Hidden Champions der Elektronik
In unserer Themenreihe Hidden Champions der Elektronik widmen wir uns den Komponenten, die selten im Rampenlicht stehen. Denn die Stars einer Platine können ohne die Hidden Champions an der Peripherie nicht funktionieren. Passive Bauelemente, Kühlkörper, Kabel, Stecker, einfachere Logik-ICs etc. werden immer wieder gern übersehen oder gelten als „langweilig“, sind aber essenziell wichtig. Genau um solche Hidden Champions geht es hier.
- Teil 1: Metallische Dünnschichtwiderstände
- Teil 2: RTC-Module
- Teil 3: PhotoMOS-Relais
- Teil 4: Gedrehte Kontaktbuchsen
- Teil 5: Stromkompensierte Drosseln
- Teil 6: Strangkühlkörper
- Teil 7: Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren
- Teil 8: Oberflächenmontierbare TVS-Dioden
- Teil 9: Zwischenkreis-Kondensatoren
- Teil 10: Optokoppler zur Stromkreistrennung
- Teil 11: Dickschicht-Shunt-Widerstände
- Teil 12: Mini-Absolutdrucksensoren
- Teil 13: Käfigzugfeder-Rundsteckverbinder
- Teil 14: Snap-In-Superkondensatoren
- Teil 15: Synchrone DC/DC-Abwärtswandler
- Teil 16: FCCs und Stecker für den Weltraum
- Teil 17: Zementbeschichtete Widerstände
Der hohe Wirkungsgrad über einen weiten Lastbereich wird durch eine Herabsetzung der Schaltfrequenz bei geringer Last erreicht . Dadurch lassen sich die Schalt- und Treiberverluste reduzieren. Zu den weiteren Merkmalen des Bauelements gehören eine interne Kompensation, ein interner monotoner Soft-Start, auch bei vorgespanntem Ausgang, und ein schnelles Regelkreisverhalten dank des Spitzenstromreglers. Der SGM61412 schaltet mit 1,2 MHz und kann dadurch EMI-Störungen verhindern. Diese PWM-Frequnez erlaubt den Einsatz von kleinen, preiswerten teilgeschirmten oder geschirmten Induktivitäten im Bereich von 4,7 µH bis 10 µH. So bietet ein vorgeschalteter SGM61412 beispielsweise die Möglichkeit, ein 4,3-Zoll-TFT-Display, das eine Betriebsspannung von 3,3 V bei 600 mA benötigt, direkt aus einer 24-V-Industriespannung mit einem Wirkungsgrad von mehr als 80 Prozent zu betreiben.
Was sind synchrone DC/DC-Abwärtswandler
Ein synchroner DC/DC-Abwärtswandler (auch Abwärtswandler oder Tiefsetzsteller genannt) ist eine Art von Gleichspannungswandler, der verwendet wird, um eine höhere Eingangsspannung in eine niedrigere Ausgangsspannung umzuwandeln. Im Gegensatz zu einem nichtsynchronen Abwärtswandler verwendet der synchrone Abwärtswandler spezielle Schaltelemente, wie z. B. Synchrongleichrichter, um die Energieverluste in der Schaltung zu verringern und einen höheren Wirkungsgrad zu erzielen.
Im Wesentlichen arbeitet der synchrone DC/DC-Abwärtswandler durch periodisches Schalten eines Schaltelements, z. B. eines MOSFET oder IGBT, um den Stromfluss durch eine Induktivität zu steuern. Durch diese Steuerung wird die Eingangsspannung in die Ausgangsspannung umgewandelt und an den Lastkreis abgegeben. Ein Synchrongleichrichter wird verwendet, um den Stromkreis zu schließen, wenn Strom durch die Induktivität fließt, um den Energiefluss zu maximieren und Energieverluste zu minimieren.
Zu den Schutzfunktionen des Bausteins gehören eine Strombegrenzung und Kurzschlussschutz, eine thermische Abschaltung mit automatischer Wiederherstellung und ein Ausgangsüberspannungsschutz. Die Frequenzrückführung verhindert ein Durchgehen des Induktionsstroms während des Starts. Der Abwärtswandler ist in einem TSOT-23-6-Gehäuse erhältlich. Er arbeitet in einem Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +125 °C. Er eignet sich für verschiedene industrielle Anwendungen mit hoher Eingangsspannung oder für die Leistungsaufbereitung aus ungeregelten Quellen. Referenz-Designs für die Ausgangsspannungen VOUT = 3,3 V, 5 V und 12 V stellt Glyn auf Anfrage im 78XX-RETROFIT-Design bereit.
DC/DC-Wandler SGM61412
- Eingangsspannung: 4,5 V bis 42 V
- Schaltfrequenz: 1,2 MHz
- Ausgangsstrom: bis 1,2 A
- Soft-Start und interne Kompensation
- Betriebstemperatur: -40 °C bis +125 °C
- Umfangreiche Schutzfunktionen
- TSOT-23-6-Gehäuse
