Die wesentlichen Merkmale des LTC 3883 sind: Eingangsspannung 4,5 bis 24 V, Ausgangsspannung 0,5 bis 5,5 V, ±0,5 % Genauigkeit der Ausgangsspannung über den gesamten Arbeitstemperaturbereich von –40 bis 125°C, PMBus-Interface für programmierbare Spannung, Strombegrenzung, Sequenzing, Margining, OV/UV-Schwellen, Frequenzsynchronisation und Fehler-Logging.
Über die Telemetrie lassen sich zahlreiche Parameter auslesen
Die über Telemetrie auslesbaren Parameter schliessen VIN, IIN, VOUT, IOUT, Temperatur und Fehlerstatus ein. Weitere Merkmale sind die Erfassung des Eingangsstroms und die Autokalibration des Spulengleichstromwiderstands, DCR. Über externe Spannungsteiler lassen sich Chipadresse, Schaltfrequenz und Ausgangsspannung einstellen.
Bei einer typischen Applikation für eine Eingangsspannung von 7 bis 14 V und 1,8 V/30 A am Ausgang mit der Erfassung des Spulengleichstromwiderstands, DCR, lässt sich die Genauigkeit des DCR-Strom-Sensing erhöhen. Der LTC 3883 (Bild 1) erfasst dabei die Spulentemperatur und kompensiert den Temperaturkoeffizienten des Spulenwiderstands. Diese Methode sichert die Genauigkeit des Read-Back-Stroms und die Einhaltung der Überstromgrenze.
Die Steuerschleifen des LTC 3883 nutzen den Spitzenstrommodus zum schnellen Ansprechen auf Transienten und um die Strombegrenzung Cycle by Cycle durchzuführen. Bild 2 zeigt die typische Wellenform bei einem 10-A-Lastsprung, das Ergebnis ist eine maximale Abweichung von 60 mV vom Nominalwert.
Erfassen des Eingangsstroms
Der LTC 3883 bietet das Erfassen des Eingangsstroms über einen in Serie geschalte-ten 5-mΩ-Widerstand am Eingang des Buck Converters. Die Sense-Spannung wird in einen Eingangsstrom für die Leistungsstufe des internen 16-Bit-ADC des LTC 3883 gewandelt. Zusätzlich erfasst ein interner Sense-Widerstand den Versorgungsstrom VIN, somit lässt sich der Eingangsstrom des Chips und der Leistungsstufen erfassen.
Autokalibration des Spulen-DCR
Das Problem bei der konventionellen Erfassung des Spulen-DCR-Stroms ist, dass die Toleranz bis zu ±10% betragen kann, was auch die Genauigkeit des Read-Back-Stroms limitiert. Der LTC 3883 löst dieses Problem durch den Einsatz der proprietären Spulen-DCR-Autokalibrations-Funktion. Bild 3 zeigt die vereinfachte Schaltung hierzu.
Der LTC 3883 misst genau den Eingangsstrom IIN, den Duty Cycle (D) und die Fühlerstromspannung (VCS) und kalibriert, basierend auf diesem Ergebnis, den realen DCR-Wert. Mit der Autokalibration erzielt man eine Genauigkeit des Read-Back-Ausgangsstroms von 3%, unabhängig von der Toleranz des Spulen-DCR. Mehrere LTC 3883 können zusammen mit weiteren PMBus-Produkten von LT arbeiten. So kann man ein optimales Multirail-Power-System aufbauen. Die leistungsfähige Software LTpowerPlay vereinfacht dabei die Systementwicklung.
Grafisches User-Interface LTpowerPlay
Alle Funktionen lassen sich mittels LTpowerPlay steuern, einem PC-basierten grafischen User-Interface, welches mit allen Power-System-Management-Produkten von Linear kompatibel ist. Mit LTpowerPlay kann der Designer das komplette Power-System programmieren und steuern, ohne eine einzige Zeile Code zu schreiben. Mit diesem Tool kann man jeden IC am Bus konfigurieren, ausserdem lassen sich der Systemstatus verifizieren, die Telemetrie und der Fehlerstatus auslesen sowie das Versorgungs-Sequenzing steuern. Die Software LTpowerPlay kann man unter www.LTpowerPlay.com herunterladen.
Fazit
Der LTC 3883 vereint einen leistungsstarken analogen DC/DC-Controller mit kompletten Power-System-Management-Funktionen und präzisem Datenwandler für leistungsfähige Power-Systeme. Benötigt man einen Zweifachausgang, empfiehlt sich der LTC 3880, der ebenfalls über die Power-System-Management-Merkmale verfügt.
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