Schaltregler mit 99% Wirkungsgrad

**Roboternetz-News** · 30.12.2014, 12:40

Linear Technology hat mit dem IC LT8705 einen Schaltregler herausgebracht, der dank Beschaltung mit vier externen MOSFETs und dem Fehlen der sonst üblichen Diode auf die enorme Effizienz von bis zu 99% kommt. Dies übrigens nicht nur bei kleinen Leistungen, sondern bei Spannungen von bis zu 80 V und Leistungen bis zu 500 W.

Beim LT8705 handelt es sich um einen so genannten Buck-Boost-Controller, der die einzige Spule in der Schaltung mit gleich vier Power-MOSFETs so ansteuert, dass die Funktion der üblichen Diode ersetzt und so deren Verluste vermieden werden. Das IC kann darüber hinaus nicht nur konstante Spannungen liefern, sondern auch in Anwendungen eingesetzt werden, wo konstante Ströme gefordert sind. Es eignet sich also sehr gut z. B. für Akkulader oder Konverter für Solar-Panels mittlerer Leistungen.
Die abgebildete Schaltung zeigt ein 48-V-Netzteil mit 5 A Belastbarkeit für den Telekom-Bereich, das über einen weiten Leistungsbereich mit einem Wirkungsgrad zwischen 98% und 99% aufwarten kann.
Der zulässige Eingangsspannungsbereich des ICs liegt bei 2,8...80 V und der Ausgangsspannungsbereich bei 1,3...80 V. Die Strombelastbarkeit und der konkrete Wirkungsgrad hängen selbstverständlich auch stark von der Qualität der verwendeten Spule und den eingesetzten MOSFETs ab.

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News Quelle: Elektor
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**BMS** · 30.12.2014, 20:54

99% Wirkungsgrad klingt nach Alice im Wunderland. Dass bei Schaltreglern überhaupt schon Wirkungsgrade über 95% erzielen können, finde ich erstaunlich.
Wirkungsgrade von 70%-80% erreicht man mit herkömmlichen Schaltreglern und den zugehörigen Bauteilen recht einfach, für jedes weitere Prozent Wirkungsgrad steigt der Aufwand allerdings stärker an. Hier wurde das auf die Spitze getrieben. Natürlich sind die Anforderungen an sämtliche passiven Bauteile und das Layout schon bei herkömmlichen Schaltreglern enorm: Elkos mit niedrigsten ESR/ESL-Werten und hoher Pulsstrombelastbarkeit; MOSFETS - wenn nicht integriert - mit niedrigsten RDSon und Gatekapazitäten; Schottkydioden mit hoher Strombelastbarkeit und niedriger Vorwärtsspannung (hier: Synchrongleichrichter); beim Layout kürzeste, breiteste und dickste Leiterbahnen mit zig Vias; hohe Schaltfrequenzen mit extrem steilen Flanken zum Umschalten...
Der Ripple auf der Ausgangsspannung lässt sich idR. noch recht gut in den Griff bekommen, problematisch wird es allerdings mit der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) aufgrund der hohen Schaltfrequenzen und steilen Flanken zum Umschalten. Nur wenn man das in den Griff bekommt, lässt sich der Schaltregler vernünftig einsetzen.
Bernhard