Mehrphasiger bidirektionaler Stromregler LM5170-Q1

Der Kontroller LM5170-Q1 von Texas Instruments bietet die wesentlichen Hochspannungs- und Präzisionselemente eines zweikanaligen bidirektionalen Wandlers für 48-V- und 12-V-Dual-Battery-Systeme in der Automobiltechnik. Er regelt den Durchschnittswert des zwischen den Hoch- und Niederspannungsanschlüssen fließenden Stroms in der vom DIR-Eingangssignal vorgegebenen Richtung. Das Niveau der Stromregelung wird durch analoge oder digitale PWM-Eingänge programmiert.

Differenzielle Zweikanal-Strommessverstärker und dedizierte Kanalstrommonitore erzielen eine typische Stromgenauigkeit von 1 %. Robuste 5-A-Halbbrücken-Gate-Treiber sind in der Lage, einen MOSFET-Parallel-Switch zu treiben, der 500 W oder mehr pro Kanal liefert. Der Diodenemulationsmodus der Synchrongleichrichter verhindert negative Ströme, ermöglicht jedoch auch diskontinuierlichen Betrieb für verbesserte Effizienz bei geringen Lasten. Zu den vielseitigen Schutzfunktionen zählen Zyklus-für-Zyklus-Strombegrenzung, Schutz vor Überspannung sowohl bei HV- als auch bei LV-Ports, MOSFET-Fehlererkennung und Übertemperaturschutz.

Ein innovatives Mittelwert-Steuerungsschema bewirkt eine konstante Loop-Verstärkung, sodass ein einziges RC-Netzwerk, sowohl Abwärts- als auch Aufwärtswandlung kompensieren kann. Der Oszillator ist einstellbar bis 500 kHz und kann mit einem externen Taktsignal synchronisieren. Mehrphasen-Parallelbetrieb wird durch den Anschluss von zwei LM5170-Q1-Kontrollern für 3- oder 4-Phasen-Betrieb erzielt, oder durch Synchronisation mehrerer Kontroller mit phasenverschobenen Taktgebern für eine höhere Anzahl von Phasen. Ein Low-Zustand am UVLO-Pin deaktiviert den LM5170-Q1 in einen Abschaltmodus mit sehr niedriger Stromaufnahme.

Der LM5170EVM-BIDIR ist ein bidirektionaler Zweiphasen-Hochleistungswandler, ideal für duale 48-V- bis 12-V-Batteriesysteme. Die zwei Phasen arbeiten im 180-Grad-Interleaving-Betrieb und teilen sich gleichmäßig einen maximalen DC-Strom von bis zu 60 A. Wenn DIR auf "1" steht, fließt der Strom vom 48-V-Anschluss an den 12-V-Anschluss, und die 12 V-Anschluss-Spannung wird bei etwa 14,5 V geregelt. Wenn DIR auf "0" steht, fließt der Strom aus dem 12-V-Anschluss zum 48-V-Anschluss, 48-V-Anschluss-Spannung wird bei etwa 50,5 V geregelt. Das EVM enthält außerdem verschiedene Jumper zur flexiblen und bequemen Konfigurierung der Schaltung, z. B für die Steuerung durch eine MCU, unidirektionale Hochleistungs-Abwärts- oder Aufwärtswandler, etc.