Hallo zusammen,
zurzeit durchforste ich das Datenblatt des Schaltreglers LTC3769 (hier
der Link zum Datenblatt:
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3769fa.pdf ).
Nun kommen in diesem Datenblatt vorallem ab den Seiten 11-14 immer
wieder die Begriffe "Burst-Mode", "forced-continuous mode" oder
"pulse-skipping mode" auf. Am Anfang war ich mir ziemlich sicher dass es
sich dabei um verschiedene Arbeitsweisen des Controllers bei geringer
Last handelt. Doch schön langsam bin ich ein wenig verunsichert, da
diese begriffe auch beim externen Takteingang oder bei einem
Überspannungsereignis auftauchen.
Meine Frage wäre: Könnte mir jemand erklären was es mit den
verschiedenen Modis aufsich hat und bestenfalls dazu noch begründen in
welchen Situationen welcher Modus am besten arbeitet.
PS ich weis nicht ob dieses Thema überhaupt hier rein passt, wenn nicht
könnt ihr mich gern auf andere Foren verweisen in denen Schaltregler
bearbeitet werden
Danke schon mal im vorraus für die aufschlussreichen Antworten
jzu schrieb:> Nun kommen in diesem Datenblatt vorallem ab den Seiten 11-14 immer> wieder die Begriffe "Burst-Mode", "forced-continuous mode" oder> "pulse-skipping mode" auf. Am Anfang war ich mir ziemlich sicher dass es> sich dabei um verschiedene Arbeitsweisen des Controllers bei geringer> Last handelt.
...was auch der Fall ist.
jzu schrieb:> Doch schön langsam bin ich ein wenig verunsichert, da> diese begriffe auch beim externen Takteingang oder bei einem> Überspannungsereignis auftauchen.
Es geht darum: Ist die Spannung am Eingang größer als die
Ausgangsspannung, kann ein Boost-Konverter eigentlich gar nicht mehr
arbeiten - das widerspricht seinem Funktionsprinzip.
Dieser Controller kommt zu einem gewissen Grad damit zurecht, indem er
verschiedene Betriebsmodi nutzt, die auch bei geringer Last (und dabei
V(in) <= V(out)) zum tragen kommen. Er kann - in geringem Maße - sogar
"abwärtswandeln" (bitte nur in Ausnahmesituationen!).
Wie das ungefähr funktioniert, ist dort beschrieben.
Und natürlich auch die Einschränkung: "Ist der Controller auf externen
Takt konf., wird er diesem folgen." So daß bei externem Takt
ausschließlich der "Forced Continuous Mode" möglich ist - was die
mögliche Effizienz festlegt, aber auch Einfluß auf das Verhalten bei
Überspannung am Eingang hat.
Ich wiederhole: Bei "stinknormalen" Boost-Convertern ist nicht einmal
definiert, was die Regelschleife bei auch nur "geringster" Überhöhung
der Spannung am Eingang gegenüber der am Ausgang überhaupt anstellt...
das hier ist ein "Luxus-Boost".
Und: Die Begriffe bedeuten also schon genau, was Du dachtest.
Vielen Dank für die sehr ausführliche Antwort hat mir sehr geholfen.
Nur um noch einmal sicher zu gehen: Für die Funktion im allgemeinen
(ohne externen Takt und ohne (erwartbare) Überspannungsereignisse am
Eingang) ist es relativ egal welchen der drei Modis man benutzt.
Nun stellt sich mir nur noch eine Frage (rein aus Interesse). Wann oder
wieso sollte man an eine Controller einen externen Takt anschließen,
wenn dieser einen einstellbaren internen Oszilator besitzt. Welche
Vorteile erhoft man sich dadurch und in welchen Situationen wäre es
Sinnvoll einen solchen externen Takt anzulegen
jzu schrieb:> Wann oder> wieso sollte man an eine Controller einen externen Takt anschließen,> wenn dieser einen einstellbaren internen Oszilator besitzt. Welche> Vorteile erhoft man sich dadurch und in welchen Situationen wäre es> Sinnvoll einen solchen externen Takt anzulegen
Mehrere Controller über eine einzige (externe, oder von C. zu C.) Clock
zu takten, nennt man "Synchronisation". Und die hat gute Gründe. Denn
häufig werden mehrere Schaltregler parallel an einer Spannungsversorgung
betrieben.
Ob nun mit gleicher Ausgangsspannung (eventuell um für diese den
Ausgangs-strom, und damit die Leistung zu erhöhen, und / oder aus
Redundanzgründen), oder mit unterschiedlicher - macht kaum einen
Unterschied.
Auch / sogar, wenn diese z.B. völlig identisch aufgebaut sind, und
"nominal" gleiche Schaltfrequenz spezifiziert haben, führen
Bauteiltoleranzen zu mehr oder weniger stark unterschiedlichen "realen"
Schaltfrequenzen.
Problem: Wenn sich zwei nahe beisammen liegende Frequenzen überlagern,
entstehen dabei u. a. relativ niedrige Frequenzanteile - und mit dieser
Frequenz pulsieren dann zusätzliche Ströme (mindestens) zwischen den
Konvertereingängen.
(Google: "synchronisation, beat frequency, modulation, ...")
Die Frequenzen sind auch meist so niedrig, daß die Dämpfung von z.B.
Netzfiltern, bei AC-Versorgung der parallelen Regler, zu gering ist. Und
sie sonstwohin gelangen... Auch bei DC-Versorgung könnten sie an
unerwarteter Stelle zusätzlich stören.
Man kann diese Ströme auch mit zusätzlichen Filtern etwas bedämpfen,
jedoch vermeidet die Synchronisation sie schon von Grund auf. Noch einen
Schritt weiter geht die Methode, bei einem gemeinsamen Takt auch noch
die Phase zueinander zu verschieben - was verschiedene Vorteile bringt.
(Google: "interleaving; interleaved buck, i´d step-down, i´d PFC, ...")
Das ist ein Boost Controller. Ist Vin>Vout so tut er überhaupt nichts
mehr, da die Top Switch Body Diode dafür sorgt, das Vout Vin folgt, so
mit Vout = Vin - 1V.
Forced continuous heißt, es wird immer mit Nennfrequenz geschaltet
solange Vout > Vin und es fließt ein konstanter dreiecksförmiger Strom
in der Induktivität. Bei Iin<Iripple/2 auch "rückwärts". Im Leicht bis
Null-Lastfall fließt der Strom nur hin und her und der Wirkungungsgrad
ist entsprechend niedrig. Vorteil ist, es werden nur Frequenzanteile der
Schaltfrequenz und vielfache davon erzeugt.
Um den Wirkungsgrad im Leichtlastfall zu erhöhen gibt es mehrere
Möglichkeiten:
1. Discontinuous mode, ein Rückwärts-fließen des Stromes in Top Switch
wird verhindert. Es wird mit dem Top Switch eine Diodenfunktion
simuliert.
2. Pulse skip. Top switch arbeitet wie bei 1 in Diodensimulationsmode.
Ist die Last noch geringer, kann die Energie eines Schaltimpules mit der
minimalen Einschaltzeit des bottom Switches schon zuviel sein, und die
Ausgangsspannung würde nach oben weg laufen. Jetzt muß der Regler
einzelne Impulse auslassen. Jetzt werden Frequenzanteile mit Bruchteilen
der Schaltfrequenz erzeugt.
3. Um den Eigenstromverbrauch des Schaltreglers im Fall 2 noch weiter
herabzusetzen wird der Reglerlogik, Oszillator etc. abgeschaltet und nur
die nötigsten Schaltungsteile aktiv gehalten wie Referenz und
Fehlerverstärker. Wird die Ausgangspannung zu gering, wird der
Schaltreglers aufgeweckt und macht einen Puls oder eine kurze Pulsfolge
um die Ausgangspannung zu erhöhen. Dann legt der sich wieder schlafen.
Das kann man Burst mode nennen.
Christian K. schrieb:
> Im Leicht bis> Null-Lastfall fließt der Strom nur hin und her und der Wirkungungsgrad> ist entsprechend niedrig.
Ab wann ist es eine Leichtlast, von welcher Dimension sprechen wir hier?
Oder spricht man von einer Leichtlast, wenn am Ausgang des Schaltreglers
keine Last anliegt, dieser so zu sagen in der Luft liegt.
against schrieb:
> Man kann diese Ströme auch mit zusätzlichen Filtern etwas bedämpfen,> jedoch vermeidet die Synchronisation sie schon von Grund auf. Noch einen> Schritt weiter geht die Methode, bei einem gemeinsamen Takt auch noch> die Phase zueinander zu verschieben - was verschiedene Vorteile bringt.
Ich habe mich nachdem ich von dieser Problematik gelesen habe auf Google
einmal ein wenig "schlau" gemacht und habe folgendes Bauteil gefunden:
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/6909fa.pdf
Wäre dieses Bauteil ein geeignetes um die Probleme mit den überlagernden
Frequenzen zu vermeiden?
