DC-DC-Inverter-IC generieren negative Versorgungsspannung

[Tam H. (Firma: Tamoggemon Holding k.s.) (tamhanna)]

Operationsverstärker- und sonstige Analogschaltungen profitieren von der Verfügbarkeit einer negativen Versorgungsspannung. Maxim schickt zwei einfach zu handhabende ICs ins Rennen, die diese aus einer positiven Versorgungsspannung generieren.

von Tam Hanna

Die Nutzung eines Schaltreglers ist – im Prinzip – logische Folge davon. Bisher waren zu deren Verwendung allerdings diverse passive Zusatzkomponenten erforderlich – alternativ dazu gab es Ladungspumpen wie die TC7660 von Microchip, die allerdings ihre eigene Gruppe von Problemen mitbrachten und meist nur sehr wenig Strom (hier 20mA) liefern konnten.

MAX17577 und MAX17578 unterscheiden sich hier durch ihre wesentlich leistungsfähigere Auslegung – der Maximalstrom beträgt bei beiden Komponenten 1A. Zudem sorgt die hohe Schaltfrequenz dafür, dass die Induktoren klein ausfallen – die 500mA liefernde Applikationsschaltung kommt mit 10uH aus und braucht zudem keine externe Diode.

Sonst bringt das Bauteil die üblichen “nütz-schädlichen” Komfortfunktionen mit: über den Enable-Eingang samt Komparator für Undervoltage Lockout und die Resetfunktion freut man sich solange, bis man sie beim Design der Platine vergisst.

MAX17577 und MAX17578 setzen im Bereich der Regelung auf unterschiedliche Verfahren. Der 577 hat dank CCM in allen Lastsituationen identische Schaltfrequenz, während das im 578 implementierte DCM-Verfahren in Lastfällen mit geringem Verbrauch zu höherer Effizienz führt.

In der Ankündigung betont Maxim die Vorteile des geringen Platz- und Energieverbrauchs als “unique sales proposition”, zudem nennt man mit 1.63USD in Tausenderstückzahlen einen durchaus aggressiven Preis:

Als erste invertierende 60-V-DC-DC-Wandler von Maxim mit integriertem Pegelwandler sparen diese ICs bis zu 72 Prozent Platz auf der Leiterplatte, indem sie die Anzahl der Bauteile halbieren und gleichzeitig 35 Prozent weniger Energie aufnehmen als die nächsten Wettbewerbslösungen.

Eine schnelle Quersuche des Autors bestätigt Maxim: das nächste “funktionale Äquivalent” im MSOP-Gehäuse wäre der LT1614, der allerdings wesentlich teurer ist und zudem zwei Induktoren und eine externe Diode benötigt. TI liefert mit dem TL497A von Haus aus nur bis zu 500mA und braucht im Allgemeinen größere Spulen. Über die bei der ehemaligen Dallas Maxim oft haarigen Verfügbarkeit muss man sich hier keine Gedanken machen. Eine Schnellsuche bei OEMSecrets ergab Bestand bei allen namhaften Distributoren.

Schade ist nur, dass die Bauteile ausschließlich im für die Handverarbeitung sehr unbequemen TDFN-Gehäuse verfügbar sind – eine SOIC-Variante hätte das Prototyping wesentlich erleichtert. So muss man sich mit einem 3.10mm(L) x 3.10mm(W) großen Gehäuse herumschlagen – 6 Pins pro Seite sorgen beim Löten für erhöhten Zielwasserbedarf. Weitere Informationen zu den physikalischen Abmessungen finden sich übrigens nicht im Datenblatt, sondern nur unter https://www.maximintegrated.com/en/design/packaging/package-information.html?a=1&f=.

(Bilder: Maxim, 2.png bearbeitet durch TAMHAN)

[lkjhgfds (Gast)]

Tam H. schrieb:
> Schade ist nur, dass die Bauteile ausschließlich im für die
> Handverarbeitung sehr unbequemen TDFN-Gehäuse verfügbar sind – eine
> SOIC-Variante hätte das Prototyping wesentlich erleichtert.

Dein Wort (wäre schön) in Maxims Ohr... ;)

Genau das würde die meisten interessieren, die über "günstige
Kaufmodule zusammenstecken" hinaus sind.

Zwar kann auch prinzipiell jeder Synchrone Buck als Inverting
Buck-Boost beschaltet werden:

https://www.ti.com/lit/an/slva458b/slva458b.pdf?ts=1616454906752&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

Aber da finde erst mal was in der nötigen Spannungs- und auch
Leistungsklasse (nötige Spannungsfestigkeit = U_ein - (- U_aus)).


Hab' Dank für diese nützliche Bekanntmachung.

[lkjhgfds (Gast)]

17577/17578 DaBla eingetragen. Übrigens wäre es ganz nett, wenn man
nicht erst beim drüberfahren mit dem Mauszeiger erkennen könnte, daß
es sich dort oben um Links auf die Bauteilseite handelt.

So, wie auch in "normalen" Threads (es muß ja kein Royalblau sein?).
Einfach, weil dann jeder gleich bemerken würde, daß die da sind...
nicht nur die, die "schon irgendwie m.o.w. fest damit rechnen". ;)

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Tam H. schrieb:
> Zudem sorgt die hohe Schaltfrequenz dafür, dass die Induktoren
> klein ausfallen

Au weia. Das englische Wort inductor wird nicht ins deutsche Wort 
Induktor übersetzt. Das ist etwas ganz anderes. Siehe 
https://de.wikipedia.org/wiki/Induktor_(Elektrotechnik)

In dem Kontext wäre wohl Drossel, Drosselspule oder Speicherdrossel das 
richtige Wort.

[F. F. (foldi)]

Axel S. schrieb:
> In dem Kontext wäre wohl Drossel, Drosselspule oder Speicherdrossel das
> richtige Wort.

Ich glaube, die Leute hier wissen auch so was gemeint ist. Die das nicht 
wissen, verstehen sowieso den ganzen Artikel nicht.
Aber natürlich hast du recht.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

F. F. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> In dem Kontext wäre wohl Drossel, Drosselspule oder Speicherdrossel das
>> richtige Wort.
>
> Ich glaube, die Leute hier wissen auch so was gemeint ist.

Sagen wir mal so: das breitet sich aus wie eine Seuche. Und in einem 
semi-offiziellen Artikel möchte ich das korrigiert sehen. Denn da lesen 
es Leute und nehmen das dann als Rechtfertigung dafür, das Wort auch 
falsch zu gebrauchen.

Dabei ist es ein ganz klassischer false friend. Vergleichbar mit 
pregnant oder concrete, die auch jeweils nicht als prägnant oder 
konkret übersetzt werden.

[A. D. (egsler)]

Also ich komme auf 7 Pins pro Seite, nicht 6 ;)

[Gustl B. (gustl_b)]

Tam H. schrieb:
> gab es Ladungspumpen wie die TC7660 von Microchip, die allerdings ihre
> eigene Gruppe von Problemen mitbrachten und meist nur sehr wenig Strom
> (hier 20mA) liefern konnten.

Es gibt da schon gute Bausteine mit LDO drinnen und bis zu 250 mA die 
mit sehr wenig externer Beschaltung auskommen.
https://www.ti.com/lit/gpn/lm27761

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Das der Baustein bis zu 60V verträgt, ist eine Forderung aus dem 
Lastenheft der Automotivbranche, die dieser damit erfüllt.

lkjhgfds schrieb:
>> eine SOIC-Variante hätte das Prototyping wesentlich erleichtert.
>
> Dein Wort (wäre schön) in Maxims Ohr... ;)

Das liegt einzig und allein am Halbleierhersteller, das es kein 
handlicheres Gehäuse gibt. Vor vielen Jahren wurden zum Beispiel viele 
Chips nach Malaysia gekarrt und dort in die Gehäuse gebaut und gebondet. 
Diese hätten die SMD-Chips auch in DIL-Gehäuse eingebaut, wurde damals 
von den Herstellern untersagt.

[Flip B. (frickelfreak)]

negative spannungen in der o. g. konfiguration kann doch jeder 
stinknormale buck. Wieso soll ich einen spezialchip brauchen?  Lediglich 
digitaleingänge und ausgänge liegen ggf auf dem ungünstigeren negativen 
potential wenn man welche braucht, was aber leicht zu beheben ist.