© Analog Devices Inc.
Application Notes | 08 Oktober 2021
Kleine Spannungen erzeugen
In den letzten Jahren sind die Versorgungsspannungen von elektronischen Bauteilen immer weiter gesunken. Ursache hierfür sind die immer kleineren geometrischen Strukturen von digitalen Schaltkreisen, wie beispielsweise uControllern, CPUs, DSPs usw. Auch gibt es Anwendungen im Messtechnischen Bereich, bei welchen kleine Versorgungsspannungen benötigt werden.
Linearregler und Schaltregler hatten für viele Jahre eine Feedbackspannung von ca. 1,2V. Diese Spannung wurde mit einer Bandgapschaltung im DC/DC Wandler IC erzeugt und bestimmte die niedrigste Spannung, welche mit einem externen Widerstandsteiler eingestellt werden kann. Mittlerweile können die meisten aktuellen Spannungsregler ICs Ausgangsspannungen von 0,8V, 0,6V oder gar 0,5V erzeugen. Hierfür ist die interne Spannungsreferenz so konstruiert, dass kleinere Spannungen entstehen. Bild 1 zeigt einen solchen Schaltregler, wie den LTC3822, welcher mit 0.5V Spannungsreferenz eine FB Spannung von 0.5V erzeugt.
Bild 1. Ein LTC3822 DC/DC Wandler zum Erzeugen von kleinen Ausgangsspannungen von 0,5V oder höher
Wenn jedoch eine Versorgungsspannung von kleiner als 0,5V benötigt wird, lässt sich die Schaltung in Bild 1 nicht so ohne Weiteres nutzen.
Durch einen Trick kann man einen Schalregler oder Linearregler dazu bringen auch niedrigere Spannungen als die Feedbackspannung zu erzeugen. Dies kann mit einer Schaltung wie in Bild 2 erreicht werden Es ist eine zusätzliche positive Versorgungsspannung nötig, an welche der Widerstandsteiler zum Einstellen der Ausgangsspannung angeschlossen wird.
Diese Spannung kann von einem kleinen Linearregler oder von einer Spannungsreferenz kommen. Somit bildet der Widerstandsteiler einen Spannungsteiler in welchem der Stromfluss Ifb umgekehrt zum üblichen Fall in Bild 1 fließt. In Bild zwei fließt der Strom von der externen Referenzspannung über den Widerstandsteiler zur Ausgangsspannung.
Bild 2. Die Schaltung von Bild 1 abgewandelt um Ausgangsspannungen kleiner als 0.5V zu erzeugen
Dieses Konzept funktioniert im Allgemeinen gut, um Spannungen unterhalb der festgelegten Minimalspannung eines Schaltreglers oder Linearreglers zu erzeugen. Dennoch gibt es einiges zu beachten. Die zusätzliche Spannungsreferenz sollte vor dem Einschalten des DC/DC Wandlers zur Verfügung stehen. Wenn diese Hilfsspannung bei 0V liegt, oder gar eine hohe Impedanz hat, würde der DC/DC Wandler möglicherweise eine zu hohe Spannung erzeugen und die Schaltung der Last beschädigen.
Im ungünstigen Fall, bei welchem der Schaltregler noch nicht eingeschaltet ist, die Hilfsspannung jedoch bereits anliegt, könnte der Strom Ifb durch den Widerstandsteiler den Ausgangskondensator auf Spannungen oberhalb der eingestellten Spannung ansteigen. Dies kann passieren, wenn die Last eine sehr hohe Impedanz hat. Eventuell muss hier eine Minimallast installiert werden.
Die Genauigkeit der Hilfsspannung am Widerstandsteiler (1V in Bild 2) geht direkt in die Genauigkeit der erzeugten Versorgungsspannung ein. Somit ist es hilfreich, eine besonders saubere Spannung mit nur wenig Welligkeit für diesen Zweck zu benutzen.
Auch eignet sich nicht jeder Spannungswandler für einen solchen Betrieb. Wenn beispielsweise der Ausgangsstrom gemessen wird, könnte es sein, dass der Messbereich des Strommessverstärkers im DC/DC Wandler nur einen Betriebsbereich bei höheren Spannungen vorsieht. Auch ist darauf zu achten, dass zum Erzeugen von sehr kleinen Spannungen bei recht hohen Eingangsspannungen, ein kleiner Duty-Cycle benötigt wir. Hier kann die Wahl eines Schaltregler ICs mit einer kurzen minimalen on-time und auch das Betreiben bei einer niedrigen Schaltfrequenz hilfreich sein.
Bild 3. Zur ersten Überprüfung der Schaltung eignet sich ein Simulationswerkzeug wie LTspice von Analog Devices
Um den Betrieb eines Linearreglers oder Schaltreglers mit niedrigeren Ausgangsspannungen als vorgesehen zu betreiben, eignet sich eine erste Überprüfung anhand eines Simulationswerkzeuges, wie LTspice von Analog Devices. Bild 3 zeigt die Schaltung eines LTC3822 mit einer zusätzlichen Spannungsquelle als Bias für den Feedbackpfad. In dieser Schaltung wird eine Ausgangsspannung von 200mV erzeugt. Der LTC3822 ist laut Datenblatt für die Erzeugung von minimalen Ausgangsspannungen von 0.5V geeignet. In einer Schaltung könnte man die Hilfsspannung, Spannungsquelle V2 in Bild 3, durch einen kleinen Linearregler oder mit einer Spannungsreferenz implementieren. Durch den hier erwähnten Trick und gründlicher Überprüfung der Schaltung lassen sich auch kleinere Ausgangsspannungen erzeugen.
Über den Autor: Frederik Dostal, © Analog Devices
Bild 1. Ein LTC3822 DC/DC Wandler zum Erzeugen von kleinen Ausgangsspannungen von 0,5V oder höher
Wenn jedoch eine Versorgungsspannung von kleiner als 0,5V benötigt wird, lässt sich die Schaltung in Bild 1 nicht so ohne Weiteres nutzen.
Durch einen Trick kann man einen Schalregler oder Linearregler dazu bringen auch niedrigere Spannungen als die Feedbackspannung zu erzeugen. Dies kann mit einer Schaltung wie in Bild 2 erreicht werden Es ist eine zusätzliche positive Versorgungsspannung nötig, an welche der Widerstandsteiler zum Einstellen der Ausgangsspannung angeschlossen wird.
Diese Spannung kann von einem kleinen Linearregler oder von einer Spannungsreferenz kommen. Somit bildet der Widerstandsteiler einen Spannungsteiler in welchem der Stromfluss Ifb umgekehrt zum üblichen Fall in Bild 1 fließt. In Bild zwei fließt der Strom von der externen Referenzspannung über den Widerstandsteiler zur Ausgangsspannung.
Bild 2. Die Schaltung von Bild 1 abgewandelt um Ausgangsspannungen kleiner als 0.5V zu erzeugen
Dieses Konzept funktioniert im Allgemeinen gut, um Spannungen unterhalb der festgelegten Minimalspannung eines Schaltreglers oder Linearreglers zu erzeugen. Dennoch gibt es einiges zu beachten. Die zusätzliche Spannungsreferenz sollte vor dem Einschalten des DC/DC Wandlers zur Verfügung stehen. Wenn diese Hilfsspannung bei 0V liegt, oder gar eine hohe Impedanz hat, würde der DC/DC Wandler möglicherweise eine zu hohe Spannung erzeugen und die Schaltung der Last beschädigen.
Im ungünstigen Fall, bei welchem der Schaltregler noch nicht eingeschaltet ist, die Hilfsspannung jedoch bereits anliegt, könnte der Strom Ifb durch den Widerstandsteiler den Ausgangskondensator auf Spannungen oberhalb der eingestellten Spannung ansteigen. Dies kann passieren, wenn die Last eine sehr hohe Impedanz hat. Eventuell muss hier eine Minimallast installiert werden.
Die Genauigkeit der Hilfsspannung am Widerstandsteiler (1V in Bild 2) geht direkt in die Genauigkeit der erzeugten Versorgungsspannung ein. Somit ist es hilfreich, eine besonders saubere Spannung mit nur wenig Welligkeit für diesen Zweck zu benutzen.
Auch eignet sich nicht jeder Spannungswandler für einen solchen Betrieb. Wenn beispielsweise der Ausgangsstrom gemessen wird, könnte es sein, dass der Messbereich des Strommessverstärkers im DC/DC Wandler nur einen Betriebsbereich bei höheren Spannungen vorsieht. Auch ist darauf zu achten, dass zum Erzeugen von sehr kleinen Spannungen bei recht hohen Eingangsspannungen, ein kleiner Duty-Cycle benötigt wir. Hier kann die Wahl eines Schaltregler ICs mit einer kurzen minimalen on-time und auch das Betreiben bei einer niedrigen Schaltfrequenz hilfreich sein.
Bild 3. Zur ersten Überprüfung der Schaltung eignet sich ein Simulationswerkzeug wie LTspice von Analog Devices
Um den Betrieb eines Linearreglers oder Schaltreglers mit niedrigeren Ausgangsspannungen als vorgesehen zu betreiben, eignet sich eine erste Überprüfung anhand eines Simulationswerkzeuges, wie LTspice von Analog Devices. Bild 3 zeigt die Schaltung eines LTC3822 mit einer zusätzlichen Spannungsquelle als Bias für den Feedbackpfad. In dieser Schaltung wird eine Ausgangsspannung von 200mV erzeugt. Der LTC3822 ist laut Datenblatt für die Erzeugung von minimalen Ausgangsspannungen von 0.5V geeignet. In einer Schaltung könnte man die Hilfsspannung, Spannungsquelle V2 in Bild 3, durch einen kleinen Linearregler oder mit einer Spannungsreferenz implementieren. Durch den hier erwähnten Trick und gründlicher Überprüfung der Schaltung lassen sich auch kleinere Ausgangsspannungen erzeugen.Über den Autor: Frederik Dostal, © Analog Devices
Distrelec erstmals mit mehr als 200 Millionen Euro Umsatz
18 Monate nach der Übernahme durch AURELIUS steht die Distrelec Group nach eigenen Angaben vor dem erfolgreichsten Geschäftsjahr der Unternehmensgeschichte. Für das laufende Jahr rechnet das Handelsunternehmen von elektronischen und technischen Komponenten mit Hauptsitz in Manchester und im schweizerischen Nänikon erstmals mit einem Umsatz von mehr als 200 Millionen Euro und wächst deutlich zweistellig.
Notion Systems weitet Service in den USA aus
Notion Systems, Anbieter von industriellen Tintenstrahldrucksystemen, ist eine Partnerschaft mit Heidelberg Instruments Inc. in den USA eingegangen. Wie es in einer Mitteilung des Unternehmens heißt, werde im Rahmen dieser Partnerschaft Heidelberg Instruments Inc. Notion Systems im After-Sales-Service vor Ort unterstützen.
Sponsored content by Nordson ELECTRONICS SOLUTIONS
Es gibt eine bessere Möglichkeit, Wärmeleitmaterialien zu dosieren.
Wir hören viel über den Fortschritt, die Eigenschaften und die Verwendung von dosierbaren Wärmeleitmaterialien (TIM), um Bauteile kühl zu halten. Aber was ist mit dem Dosierprozess? Wenn Sie dosierbare Wärmeleitmaterialien für Ihre Anwendung auswählen, laden Sie unseren neuen Leitfaden herunter.
TriLite erhält frisches Geld für neuartige VR-Brillen
TriLite, Entwickler des nach eigenen Angaben weltweit kleinsten Projektionsdisplays, hat bekannt gegeben, dass das Unternehmen in einer neuen Finanzierungsrunde 8 Millionen Euro erhalten hat. Damit soll ermöglicht werden, dass Augmented-Reality-Brillen für den Massenmarkt angeboten werden können.
Anzeige
Micron plant offenbar 7-Milliarden-Dollar-Werk in Japan
Micron Technology Inc. will ein DRAM-Werk in der Präfektur Hiroshima im Westen Japans bauen. Dafür sollen bis zu umgerechnet 6,98 Milliarden Dollar investiert werden, berichtet die Zeitung Nikkan Kogyo.
Sponsored content by Totech
Mangel an elektronischen Bauteilen
Weltweit gibt es einen erheblichen Mangel an elektronischen Bauteilen, insbesondere an SMT-Bauteilen. Seit dem Ausbruch von COVID-19 sind die Menschen weltweit gezwungen von zu Hause aus zu arbeiten und zu kommunizieren. Dadurch ist der Verkauf von PC's, Spielkonsolen und anderen elektronischen Geräten stark angestiegen. Dies führte zu einer sehr hohen Nachfrage elektronischer Komponenten und damit einhergehender Knappheit, auch in anderen Branchen wie z.B. der Automobilindustrie oder Medizintechnik. Die Langzeitlagerung (LTS) von elektronischen Komponenten kann dieses Problem lösen. Doch die Anforderungen an die LTS steigen.
ASML geht von deutlichem Wachstum für 2021 aus
Die ASML Holding NV hat ihre Ergebnisse für das dritte Quartal 2021 veröffentlicht. Das Unternehmen meldet 5,2 Milliarden Euro Umsatz und 1,7 Milliarden Euro Gewinn für den Zeitraum. Das zu erwartende Wachstum für dieses Jahr liegt demnach bei rund 35 Prozent.
JENOPTIK stärkt globales Photonik-Geschäft
Die JENOPTIK AG erwirbt von der Berliner Glas GmbH, einem 100-prozentigen Tochterunternehmen der ASML Holding N.V., jeweils 100 Prozent der Anteile an der BG Medical Applications GmbH (Berliner Glas Medical) sowie der SwissOptic AG und der chinesischen SwissOptic Co., Ltd. mit Sitz im chinesischen Wuhan.
Fast ein Drittel Umsatzwachstum bei paragon Automotive
paragon hat seine vorläufigen Zahlen für die ersten neun Monate des laufenden Jahres vorgestellt. Demnach kann das Unternehmen seinen Wachstumskurs fortsetzen.
Großangelegter Stellenabbau bei VW wohl kein Thema mehr
Das Land Niedersachsen hat möglichen Überlegungen des Volkswagen-Konzerns zum Abbau von bis zu 30.000 Stellen eine klare Absage erteilt. VW-Chef Diess hatte sich dementsprechend geäußert.
Sponsored content by BRADY GmbH
Automatisches Drucken und Anbringen von Etiketten überall auf Leiterplatten
Ein zuverlässiges Traceability-Etikett kann in nur drei Sekunden automatisch gedruckt und an einer beliebigen Stelle auf Standardleiterplatten mit einer oder mehreren Lagen angebracht werden. Entdecken Sie den neuen Brady A8500 Flexcell Etiketten-Druckapplikator.
Neuer Chief Financial Officer bei Meyer Burger
Nathalie Benedikt ist von der Meyer Burger Technology AG zum 1. Januar 2022 als neues Mitglied in die Geschäftsleitung berufen worden. Sie übernimmt das Amt des Chief Financial Officers von Jürgen Schiffer, der die Transformation des Unternehmens seit Oktober 2020 begleitet.
Köln geht leer aus - Ford investiert in britisches Werk Halewood
Im Rennen um die Produktion von umfangreichen Elektro-Komponenten bei Ford ist der Standort Köln leer ausgegangen - den Zuschlag hat das britischen Werk Halewood erhalten. Das hat Ford mitgeteilt. Ab Mitte 2024 sollen hier Elektro-Komponenten statt Getriebe für Verbrennermotoren gebaut werden.
Neways hält an Aussichten für 2021 fest
Neways Electronics International N.V. hat seine Geschäftszahlen für das dritte Quartal und die ersten neun Monate zum 30. September 2021 bekannt gegeben. Der Umsatz entspreche den Erwartungen, auch der Auftragsbestand sei gut, heißt es in einer Pressemitteilung.
Pricer möchte Zollner für europäische Produktion
Der Blick in die Kaufhausregale zeigt: Die Nachfrage nach der Digitalisierung im Handel und nach Lösungen, die auf elektronischen Regaletiketten (ESL) basieren, nimmt immer weiter zu. Pricer will diese wachsende Nachfrage mit einer Produktion in Europa bedienen.
Sponsored content by © Emtron electronic GmbH
Impulsgeber für Stromversorgungs-Lösungen
Aus kleinsten Anfängen hat sich die EMTRON electronic GmbH zum führenden Anbieter von Netzteilen, LED-Treibern und DC-Wandlern entwickelt. Mit seinem hersteller-unabhängigen Portfolio findet der hessische Fachdistributor für seine Kunden immer die ideale Lösung. Durch die intensive weltweite Kooperation mit namhaften Herstellern hat sich der Distributor und Lösungsanbieter über die Jahrzehnte eine umfassende Fach- und Beratungskompetenz erarbeitet.
Forschungsministerin Karliczek fordert unabhängige Chip-Produktion
Bereits seit 2014 fördert die Bundesregierung in der Initiative ECSEL („Electronics Components and Systems for European Leadership“) gemeinsam mit der Europäischen Union, dem Freistaat Sachsen und seit 2017 auch mit dem Freistaat Thüringen industriegetriebene Forschungsprojekte in der Mikroelektronik. Jetzt sind die Projekte der letzten Förderrunde angelaufen.
Keine Abhängigkeit mehr: Hyundai Motor will eigene Chips herstellen
Der südkoreanische Automobilhersteller Hyundai Motor will seine eigenen Chips entwickeln, um die Abhängigkeit von den Chip-Herstellern zu verringern. Das hat der Chief Operating Officer Jose Munoz gegenüber der Nachrichtenagentur Reuters erklärt.
Die EMV von LED Treibern in den Griff bekommen
Mittlerweile findet man LEDs zur Lichterzeugung in fast allen Anwendungen. Diese haben sich in relativ kurzer Zeit als bevorzugte Wahl der Beleuchtung etabliert. In den meisten Anwendungen kann eine LED jedoch nicht allein ihre Funktion erfüllen. Die LEDs müssen mit einer passenden Stromversorgung betrieben werden.
Große Pläne bei ek robotics in Hamburg
ek robotics hat auf der Hamburger Elbinsel Veddel den ersten Spatenstich für ein neues Headquarter gesetzt. Hier entsteht auf einem ca. 17.000 Quadratmeter großen Baufeld der neue Innovations- und Produktionsstandort des Transportrobotik-Unternehmens.
Neuer Eigentümer bei der Garz & Fricke Group
SECO übernimmt die Garz & Fricke Group. Damit entsteht Europas führender Anbieter für IoT und AI-Lösungen in diesem Bereich. Das berichtet das Unternehmen in einer Pressemitteilung.
Variosystems eröffnet Vertriebsbüro in Deutschland
Jürgen Forst ist künftig für das Business Development bei Variosystems in Deutschland verantwortlich. Für den End-to-End Elektronikdienstleister Variosystems aus der Schweiz sei die Kundenbetreuung vor Ort ein wichtiger Baustein,
ADS-TEC Energy beschleunigt Expansion in die USA mit Gründung einer US-Niederlassung
Die ADS-TEC Energy GmbH, Anbieter von batteriegestützter Ultraschnellladetechnologie, hat mit der Gründung einer US-Niederlassung und der Bestellung einer leitenden Führungskraft für den Vertrieb samt Einstellung eines erfahrenen US-Vertriebsteams seine Expansion in die USA bekannt gegeben.
RoodMicrotec verzeichnet starkes Wachstum der Gesamteinnahmen im dritten Quartal 2021
RoodMicrotec N.V. hat sein Handelsupdate für das dritte Quartal 2021 bekannt gegeben. Die Gesamteinnahmen für das Quartal beliefen sich demnach auf 3,6 Millionen Euro und lagen damit 20 Prozent über den Gesamteinnahmen im dritten Quartal 2020 (3,0 Millionen Euro).
Pepperl+Fuchs stärkt Produktionskapazitäten mit neuem Standort
Pepperl+Fuchs hat seine neue Produktionsstätte im tschechischen Trutnov der Öffentlichkeit präsentiert. Damit wurde auch das 2019 begonnene Bauprojekt abgeschlossen.
ElringKlinger mit starken vorläufigen Zahlen für das dritte Quartal 2021
Die ElringKlinger AG hat nach vorläufigen Zahlen im dritten Quartal 2021 im Vergleich zum Vorjahresquartal kräftig zulegen können. Mit 400,6 Millionen Euro erzielte der Konzern 19,5 Millionen Euro oder 5,1 Prozent mehr Umsatz als zwischen Juli und September 2020. Das geht aus einer Pressemitteilung des Unternehmens hervor.
Schurter weiht neuen Firmensitz in Luzern ein
Der Neu- und Umbau des Stammsitzes der SCHURTER Gruppe in Luzern ist vollendet. Ein Wachstum am Standort Luzern war mit der aktuellen Gebäudesituation nicht mehr möglich, teilt das Unternehmen mit.
Neues IAV-Entwicklungszentrum in Heimsheim
IAV baut seine Präsenz im Süden Deutschlands mit einem neuen Entwicklungszentrum aus. Neben dem EMV-Testcenter entsteht ein Gebäudekomplex mit 370 Arbeitsplätzen sowie einer modernen Hochvolt-Prüfinfrastruktur, Testfeldern und Werkstätten. Wie das Unternehmen weiter mitteilt, wird IAV damit in Kooperationen mit Automobilherstellern die Hochvolt-Integration kommender E-Baureihen am neuen Entwicklungsstandort übernehmen.
Weitere Nachrichten
