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Elektor

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von 2,0 V beträgt der Wirkungsgrad 80
%, wenn dem Regler zwischen 0,1 mA
und 10 mA entnommen werden.

H

E R Z S C H L A G

: 8 0 0

K

H

Z

Die vereinfachte Blockschaltung des
ICs in Bild 1 zeigt eine Ladungspumpe
auf Basis geschalteter Kondensatoren.
Die Ausgangsspannung wird über
einen integrierten Spannungsteiler
überwacht, der Komparator aktiviert
den Oszillator, wenn die Spannung am
Komparator unter die Referenzspan-
nung fällt. Die Ladungspumpe wird in
zwei sich nicht überlappenden Phasen
gesteuert. In der ersten Phase wird der
Kondensator C1 auf V

IN

aufgeladen, in

der zweiten in Reihe mit V

IN

geschal-

tet und gleichzeitig durch einen Schal-
ter mit dem Ausgang verbunden, so
daß die Ausgangsspannung auf (theo-
retisch) den doppelten Wert ansteigt.
Die Schaltfrequenz beträgt 800 kHz.
Die Ausgangsspannung ist nahezu
sofort wieder hoch genug, daß der
Komparator kippt und die Ladungs-
pumpe wieder stillegt. Diese Arbeits-
weise garantiert auch bei niedriger
Belastung einen hohen Wirkungsgrad.

D

I E R E C H T E

W

A H L

Eine konkrete Applikation des
LTC1517-3.3 in Bild 2 zeigt, daß nur
drei externe Kondensatoren notwen-
dig sind. Dabei sollten die Kondensa-
toren an Ein- und Ausgang soge-
nannte Low-ESR-Typen sein, die einen
sehr niedrigen Innenwiderstand auf-
weisen. Damit wird Rauschen und
Welligkeit der Ausgangsspannung
minimalisiert. Eine gute Wahl sind
keramische oder Tantal-Kondensatoren
mit einer Kapazität von 3,3 µF oder
mehr. Liegt der Innenwiderstand des
Ausgangskondensators sogar unter 0,5

Ω, kann der Eingangskondensator
ganz entfallen. Der Ladungspumpen-
Kondensator C1 sollte keramischer
Natur sein und je nach zu erwartender
Belastung des ICs eine Kapazität von
100 nF bis 220 nF besitzen.

W

E L L I G K E I T E N

U N E R W Ü N S C H T
Bei normaler Anwendung des
LTC1517-3.3 weist die Ausgangsspan-
nung eine Welligkeit auf, die von dem
Regelverhalten des ICs herrührt. Dabei
ist zwischen einer niederfrequenten
Welligkeit, die durch die Hysterese des
Komparators und der Verzögerung des
Schalters der Ladungspumpe verur-
sacht wird, und einer hochfrequenten
(800 kHz) Welligkeit zu unterscheiden,
die wegen des Innenwiderstands des
Ausgangskondensators nicht restlos
beseitigt werden kann.
Geht man von einer Eingangsspan-
nung von V

IN

= 2,5 V aus, ist mit einer

maximalen Welligkeit von 75 mV

tt

zu

rechnen, wenn ein 3,3-µF-Kondensator
eingesetzt wird. Je größer die Kapazität,

Viele mobile elektronische Geräte ver-
trauen heutzutage auf die Versorgung
durch zwei Batterien oder NiCd/NiMH-
Akkus. Die nominelle Klemmenspan-
nung von zwei neuen Batterien liegt bei
3,0 V, bei zwei frisch geladenen NiCd-
oder NiMH-Akkus beträgt sie 2,4 V. Die
Klemmenspannung sinkt mit der Ent-
ladung. Wird aber in der Schaltung ein
kompakter DC/DC-Wandler eingesetzt,
ist es möglich, die Schaltung über eine
längere Zeit mit einer genau definierten
Versorgungsspannung zu betreiben
und gleichzeitig aus den Batterien oder
Akkus den letzten Tropfen Strom zu
quetschen.
Der LTC1517-3.3 setzt eine Eingangs-
spannung zwischen 2,0 V und 4,4 V in
eine stabile Gleichspannung um und
kann dabei maximal 15 mA liefern.
Dazu benötigt das IC, das in einem kom-
pakten fünfpoligen SOT-23-Gehäuse
untergebracht ist, nur einen externen
100-nF-Kondensator und zwei kleine
Puffer-Kondensatoren. So läßt sich eine
kompakte, laut Hersteller etwa 30⋅30
mm

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Batterieversorgung realisieren!

Auch der Wirkungsgrad des Umsetzers
ist enorm. Bei einer Eingangsspannung

Immer mehr elektronische Geräte werden von Batterien oder

Akkus versorgt. So besteht ein Bedarf an Spannungsreglern,

die stabile 3,3 V oder 5 V bei sehr unterschiedlichen Eingangs-

spannungen liefern können. Linear Technology stellt mit dem

LTC1517-3.3 und dem LTC1517-5 zwei DC/DC-Wandler vor, die

speziell für diese Aufgabe entworfen wurden.

Bild 1. Das Blockschaltbild des
LTC1517-3.3 mit dem Kondensator C1
als zentrales Teil der Ladungspumpe.

1

Kompakter

Spannungswandler

Im Applikator werden interessante, meist neue Bauteile und ihre Anwendungen vorgestellt. Die
Erhältlichkeit ist nicht garantiert. Der Inhalt basiert auf Herstellerangaben und ist nicht vom Elek-
tor-Labor auf Praxistauglichkeit überprüft!

APPLIKATOR

desto geringer ist die Welligkeit. Mit
Kondensatoren über 10 µF konnten in
der Praxis aber kaum noch Verbesse-
rungen erzielt werden.

M

I T

S

I C H E R H E I T

!

Bei einem Kurzschluß am Ausgang
beträgt der Eingangsstrom 40...150 mA.
Dadurch wird das IC so stark erwärmt,
daß die interne Temperatursicherung
(bei 160 °C) die Ladungspumpe stillegt.
Erst wenn die Chiptemperatur wieder
auf 145 °C gesunken ist, wird das IC
wieder freigegeben. Dieses Spiel setzt
sich fort, solange der Kurzschluß
besteht.
Der Hersteller Linear Technology bie-
tet unter der Bezeichnung LTC1517-5
auch eine 5-V-Variante an, die eine Ein-
gangsspannung von 2,7...5 V in eine
geregelte Ausgangsspannung von 5 V
umsetzt und dabei 20 mA liefern kann.

A

N W E N D U N G

In Bild 3 ist ein Beispiel dafür zu
sehen, welche wesentliche Rolle der
LTC1517-3.3 in einem Netzteil spielen
kann. Nach dem Wegfall der Netz-Ver-
sorgungsspannung wird die Logik in
einen Back-up-Modus gesetzt, der
MOSFET durchgeschaltet und so die
Applikation von den beiden NiCd-Zel-
len versorgt.

(980078)rg

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Elektor

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Bild 2. Die Schaltung
zeigt die Standardan-
wendung des DC/DC-
Wandlers, bei der
außer dem IC lediglich
drei Kondensatoren
nötig sind.

Bild 3. Eine Praxisanwendung des LTC1517-
3.3. Der Regler konvertiert die Klemmenspan-
nung zweier NiCds in stabile 3,3 V.

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