Texas Instruments TI-PMLK Bedienungsanleitung Seite 86

Fallstudie
In diesem Experiment wird analysiert, auf welche Weise die Schaltfrequenz f
Eingangsspannung, dem Laststrom, von den Eigenschaften des Ausgangskondensators und den Auswirkungen des Beschleunigungskondensators abhängig sind.
Abbildung 1 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild des hysteretischen Abwärtsreglers
LM3475. Die Hystereseregelung misst die Ausgangsspannung mit den Spannungs-
sensoren R – R und vergleicht das Rückkopplungssignal V
f1 f2
teresekomparators mit der Referenzspannung V
V schwingt zwischen einem oberen und einem unteren Hystereseschwellenwert.
FB
Wenn V den unteren Schwellenwert erreicht, wird der externe P-Kanal-MOSFET
FB
Q eingeschaltet, und wenn V den oberen Schwellenwert erreicht, wird der ex-
1 FB
terne P-Kanal-MOSFET Q ausgeschaltet. Somit wird die Schaltfrequenz f
1
hysteretischen Abwärtsreglers durch die Induktivität L des Induktors, den Wider-
stand ESR des Ausgangskondensators, die Eingangsspannung V
spannung V , die Referenzspannung V
HYST ref
C bestimmt. Die Verzögerungszeit des Hysteresekomparators und die parasitäre
FF
Induktivität des Ausgangskondensators beeinflussen die DC-Genauigkeit und die
Schaltfrequenz des hysteretischen Abwärtsreglers.
Prüfung 1. Wir analysieren den stationären Zustand des Hysteresereglers bei verschiedenen Ausgangskondensatorkonfigurationen, Eingangsspannungen und Lastströmen. Dabei messen wir
die durchschnittliche Ausgangsspannung V
f . Das Ziel besteht darin, herauszustellen, dass die Eingangsspannung die Schaltfrequenz stark beeinflusst, während die Toleranzen und Unsicherheiten des Ausgangskondensator-ESR dazu
s
führen können, dass die Schaltfrequenz von den erwarteten Werten abweicht.
Prüfung 2. Wir analysieren das Verhalten des Hysteresereglers bei Eingangsspannungs- und Lasttransienten mit verschiedenen Ausgangskondensatorkonfigurationen, mit und ohne Beschleu-
nigungskondensator sowie bei verschiedenen Eingangsspannungen und Lastströmen. Dabei messen wir die Größe der Ausgangsspannungsspitzen DV
transienten. Das Ziel besteht darin, herauszustellen, dass der Hystereseregler ein ausgezeichnetes Einschwingverhalten bei Eingangsspannungstransienten bietet, während die Leistung des
Einschwingverhaltens unter Last vom ESR des Ausgangskondensators abhängig ist.
, die DC-Genauigkeit und die Störspannungsunterdrückung eines hysteretischen Abwärtsreglers von der
s
mittels eines Hys-
FB
. Die Rückkopplungsspannung
ref
des
s
, die Hysterese-
in
und den Beschleunigungskondensator
, die Spitze-zu-Spitze-Welligkeit der Ausgangsspannung DV
out
i
I
Lo
L
V Q
V
Q
in 1
in
1
I
in
driver
Treiber-
C
D
C
D
logic
in
logik
in
1
1
V
V
HYST
HYST
V
Hysterese-
FB
V
komparator
ref
V
V
ref
ref
Obere Hysteresegrenze
Untere Hysteresegrenze
Abbildung 1: Vereinfachter Schaltplan des Abwärtsreglers LM3475
, die Spitze-zu-Spitze-Welligkeit des Induktorstroms DI
outpp
Δ
Δi
DI DV
V
V
pp pp
out
out
DT D'T DT D'T
s s s s
L
L
L
0
V
out
i I
L
ESR
Lo
Ausgangs-
ESR
R
kondensator
R out
C
C out
I I
i
I
Cout
Cout
out
out
Beschleunigungs-
C
C
kondensator
V FF
FF
V
FB
FB
R
DV
R
FBpp
F1
F1
Spannungs-
R
V
R sensor
F2
HYST
F2
DT D'T
s s
und die Schaltfrequenz
pp
während der Spannungs- und Last-
out
v
outpp
outpp