Nowa rodzina przetwornic DC/DC firmy Intersil obniżających napięcie zapewnia wydajność i funkcjonalność wymagane przez nowoczesne urządzenia elektroniczne. Modele ISL85410, ISL85415 oraz ISL85418 cechują się wysoką sprawnością i niezawodnością oraz małymi rozmiarami. Układy pracują w szerokim zakresie napięć wejściowych.

Prezentowane układy zawierają dwa tranzystory mocy MOSFET, obwody kompensacji, bezpieczeństwa i obwód monitorujący. Dostępna jest też funkcja modulacji PWM. Całość mieści się w małej obudowie DFN o wymiarach 4 x 3 mm. Dzięki temu rozwiązaniu projektanci systemów zasilania mogą zrealizować kompaktowe, niedrogie urządzenia o wysokiej sprawności.

Korzystając z autorskiego rozwiązania sterowania prądowego, układy scalone mogą precyzyjnie regulować napięcie wyjściowe przy napięciach wejściowych w zakresie od 3 do 40 V. Maksymalny dopuszczalny prąd obciążenia to 1 A w przypadku modelu ISL85410, 800 mA w przypadku ISl85418 lub 500 mA dla modelu ISL85415. Napięcie wyjściowe można regulować w zakresie od 0,6 V do 96% napięcia wejściowego, natomiast częstotliwość kluczowania w zakresie od 300 kHz do 2 MHz. Dzięki temu układy z rodziny ISL8541x pozwalają na tworzenie wielu zróżnicowanych systemów zasilania.

Rys. 1. Typowe zastosowania układów ISL85410/15/18

W zastosowaniach, w których straty mocy muszą być ograniczone do minimum, istotna jest sprawność dochodząca do 96% oraz prąd w stanie spoczynku na poziomie 80 μA. Na rysunku 1 przedstawiono typowe zastosowania układów ISL85410/15/18, w których przetwornice służą do przekształcenia napięcia zasilającego z szerokiego zakresu na napięcie wyjściowe o niskich wartościach. Układy można dostosować do różnych obciążeń pobierających prąd do 1 A.

Bardzo wysoka sprawność przy małym obciążeniu
Układ regulacji zasilania ISL8541x łączy synchroniczną przetwornicę obniżającą napięcie ze sterowaniem PWM oraz zintegrowane przełączniki mocy. Obwód kompensacji i inne funkcje kontrolne zostały zintegrowane w układzie. Do konwersji napięcia stałego w wysoką sprawnością jest potrzebnych tylko kilka zewnętrznych elementów, które zostały przedstawione na rysunku 2. Aby uzyskać wysoką sprawność przy dużym obciążeniu, wewnętrzne N-kanałowe tranzystory MOSFET high-side i low-side mają bardzo niską rezystancję i małą pojemność bramki. Ponadto kontrola kluczującego tranzystora FET została zoptymalizowana – bardzo krótki czas martwy przekłada się na straty mocy zmniejszone do minimum.

Rys. 2. Schemat aplikacyjny układów ISL8541x

Podczas zasilania małych obciążeń można zwiększyć sprawność przetwornicy, zezwalając na pracę ze zmienną częstotliwością w trybie PFM (Pulse-Frequency Modulation). Podłączenie wejścia synchronizującego do masy pozwala kontrolerowi na automatyczny wybór takiego trybu, gdy prąd obciążenia jest niski. Układ przechodzi na tryb pracy z nieciągłym prądem, gdy w ośmiu kolejnych cyklach prąd cewki przejdzie przez 0, co przedstawiono na rysunku 3.

Rys. 3. Przejście z trybu PFM do PWM zapewnia wyższą sprawność podczas zasilania małych obciążeń