Schaltregler-Controller LTC7890/LTC7891

LTC7890 und LTC7891 von ADI sind leistungsstarke zweikanalige DC/DC-Abwärts-Schaltregler, die alle synchronen N-Kanal-Galliumnitrid (GaN)-Feldeffekttransistor-(FET)-Leistungsstufen mit Eingangsspannungen von bis zu 100 V antreiben. Sie lösen viele der Probleme, die traditionell bei der Verwendung von GaN-FETs auftreten. Die Komponenten LTC7890 und LTC7891 vereinfachen das Anwendungsdesign, da sie im Vergleich zu einer Lösung mit Silizium-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) weder Schutzdioden noch zusätzliche externe Bauteile benötigen.

Die internen intelligenten Bootstrap-Schalter verhindern ein Überladen des BOOSTx-Pins auf die High-Side-Treiberversorgung des SWx-Pins während der Totzeiten und schützen das Gate des obersten GaN-FET. LTC7890 und LTC7891 optimieren intern das Gate-Treiber-Timing an beiden Schaltflanken, um intelligente Totzeiten nahe Null zu erreichen, was den Wirkungsgrad erheblich verbessert und einen Hochfrequenzbetrieb auch bei hohen Eingangsspannungen ermöglicht. Alternativ kann der Benutzer die Totzeiten mit externen Widerständen einstellen, für mehr Spielraum (Marge), oder um die Anwendung anzupassen.

Die Gate-Ansteuerspannung der Komponenten LTC7890 und LTC7891 lässt sich zur Optimierung der Performance und für den Einsatz verschiedener GaN-FETs oder sogar Logikpegel-MOSFETs präzise von 4 V bis 5,5 V einstellen.

Der Demonstrationsschaltkreis DC2938A ist ein nicht isolierter synchroner Abwärtswandler mit zwei Ausgängen, der alle N-Kanal-GaN-FET-Leistungsstufen ansteuert. Der DC2938A enthält den LTC7890, einen zweikanaligen DC/DC-Synchroncontroller mit niedrigem Ruhestrom und hoher Frequenz (programmierbare feste Frequenz von 100 kHz bis zu 3 MHz), der über spezielle Treiberfunktionen für GaN-FETs verfügt und in einem 6 mm × 6 mm kleinen QFN-Gehäuse untergebracht ist.

Die Demonstrationsschaltung DC2995A ist ein Abwärtsregler, der den LTC7891 verwendet. Der Regler DC2995A arbeitet mit einem Eingangsspannungsbereich von 36 V bis 72 V und erzeugt einen Ausgang mit 12 V, 20 A. Der LTC7891 verfügt über eine Präzisions-Spannungsreferenz, die eine Ausgangsspannung mit 2 % Toleranz über die gesamten Betriebsbedingungen generiert. Die konstante Schaltfrequenz von 500 kHz führt zu einer kleinen und effizienten Schaltung. Der Wandler erzielt einen Wirkungsgrad von über 96 % mit einer Last von 20 A.