Schaltungstechnik17 SchaltreglerProf. Dr. Jörg Vollrath16 Längsregler |
![]() |
Länge: 1:02:43 |
0:0:0 Schaltregler 0:1:37 5.17 Simple Buck Converter 0:3:18 Schaltfrequenz, Periodendauer, Duty Cycle 0:7:2 Schaltungsanalyse 0:8:22 Spulenstrom und Spannung 0:9:48 Signalverlauf 0:13:26 Ansatz Spannungsverhältnis 0:14:38 Spannungsverhältnis und Duty Cycle 0:16:18 LTSPICE Schaltbild (Falsche Diode) 0:18:28 Einschwingvorgang 0:20:18 Nur bei größerem Strom CCM 0:24:22 Wirkungsgrad (mit falscher Diode zu klein) 0:28:18 Ergebnis ohne Leistung an der Diode 0:31:18 Continous conduction mode CCM, Discontinous conduction mode 0:34:18 Mindeststrom Iamin für CCM 0:38:5 Ergebnis Iamin= T/2/L Ua (1 - Ua / Ue) 0:39:18 Dimensionierung L = T / 2 / Iamin Ua (1 - Ua / Ue) 0:44:8 Welligkeit dUa 0:49:18 Faktor 4 oder 8 mit Tietze Schenk 0:54:38 Faktor 8 0:56:18 Kapazitätsdimensionierung für dUa 0:58:23 Welligkeit 30 mV, T = 4 us, L = 18 uH, Ue =12 V, Ua = 6 V 1:0:48 Iamin Rechnung 1:1:58 C = 10 uF 1:4:48 LT3570 Beipielsimulation 1:8:18 Power on sequence 1:9:48 Zu niedrige Ausgangsspannung wegen R8, Ri = 1 Ohm an der Eingangsspannung |
Version 4 SHEET 1 1036 680 WIRE 96 48 48 48 WIRE -128 112 -176 112 WIRE -64 112 -128 112 WIRE 48 112 48 48 WIRE 48 112 -64 112 WIRE 96 112 96 48 WIRE 176 112 144 112 WIRE 192 112 176 112 WIRE 208 112 192 112 WIRE 352 112 288 112 WIRE 432 112 352 112 WIRE 448 112 432 112 WIRE 432 160 432 112 WIRE -176 176 -176 112 WIRE -64 176 -64 112 WIRE 128 192 128 160 WIRE 128 192 80 192 WIRE 192 208 192 112 WIRE 352 208 352 112 WIRE -176 288 -176 256 WIRE -64 288 -64 240 WIRE 192 288 192 272 WIRE 352 288 352 272 WIRE 432 288 432 240 FLAG 80 192 VCLK1 FLAG -176 288 0 FLAG 352 288 0 FLAG 432 288 0 FLAG 448 112 Vout FLAG 192 288 0 FLAG -128 112 Vin FLAG -64 288 0 FLAG 176 112 V1 SYMBOL pmos4 48 160 R270 SYMATTR InstName M2 SYMATTR Value IRF9530 SYMBOL ind 192 128 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 5 56 VBottom 2 SYMATTR InstName L1 SYMATTR Value 180� SYMBOL cap 336 208 R0 SYMATTR InstName C2 SYMATTR Value 10� SYMBOL res 416 144 R0 SYMATTR InstName RL SYMATTR Value 60 SYMBOL voltage -176 160 R0 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 12 SYMBOL cap -80 176 R0 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 100� SYMBOL schottky 176 272 M180 WINDOW 0 26 64 Left 2 WINDOW 3 24 0 Left 2 SYMATTR InstName D2 SYMATTR Value B520C SYMATTR Description Diode SYMATTR Type diode TEXT -120 -96 Left 2 !.model IRF9530 PMOS(Level=3 Gamma=0 Delta=0 Eta=0 Theta=0 Kappa=0.2 Vmax=0 Xj=0\n+Tox=100n Uo=300 Phi=.6 Rs=.1576 Kp=10.57u W=1.4 L=2u Vto=-3.745\n+ Rd=66.13m Rds=444.4K Cbd=1.249n Pb=.8 Mj=.5 Fc=.5 Cgso=1.578n\n+ Cgdo=115.5p Rg=3.519 Is=2.938E-18 N=2 Tt=290n) TEXT -152 56 Left 2 !.tran 0 4000u 3960u TEXT 448 32 Left 2 !.include AD820B.spi TEXT -8 336 Left 2 !VCLK1 VCLKB 0 PULSE(0 12 0 0.1u 0.1u 3.25u 4u)\nVCLK2 VCLK1 0 PULSE(12 0 0 0.1u 0.1u 1.8u 4u) TEXT -24 88 Left 2 ;Iin TEXT 320 88 Left 2 ;IL1 TEXT 416 88 Left 2 ;Iout TEXT 304 192 Left 2 ;IC2 LINE Normal -16 112 -32 96 LINE Normal -32 128 -16 112 LINE Normal 320 112 304 96 LINE Normal 304 128 320 112 LINE Normal 352 176 368 160 LINE Normal 336 160 352 176 LINE Normal 416 112 400 96 LINE Normal 400 128 416 112 T: Periodendauer ( Cycle time) tEin: Einschaltdauer tAus: Ausschaltdauer D: Duty Cycle D = \frac{t_{Ein}}{t_{Ein} + t_{Aus}} |
![]() Continous Conduction Mode (CCM)ILmin > 0Ia,avg:Mittlerer Ausgangsstrom d IL = ILmax - ILmin |
Der Strom ist zeitweise Null. Stromanstieg während der Einschaltzeit tEin von 0 auf: I_L = \frac{1}{L} \cdot U_L \cdot t_{ein} Der arithmetische Mittelwert während einer Periode ist dann: I_{em} = \frac{1}{2} \cdot I_L \cdot \frac{t_{ein}}{T} I_{em} = \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{L} \cdot U_L \cdot t_{ein} \cdot \frac{t_{ein}}{T} I_{em} = \frac{T}{2 L} \cdot U_L \cdot \frac{t_{ein}^2}{T^2} = \frac{T \cdot D^2}{2 L} \cdot \left( U_e - U_a \right) Verlustfreie Schaltung: Leistungsbetrachtung U_e I_{em} = U_a I_a U_{a} = \frac{U_e^2 D^2 T}{ 2 L I_a + U_e D^2 T} D = \sqrt{\frac{2 L}{T} \frac{U_a}{U_e ( U_e - U_a)} I_a} |
Version 4 SHEET 1 1508 908 WIRE -240 -144 -304 -144 WIRE -128 -144 -160 -144 WIRE -32 -144 -128 -144 WIRE 32 -144 -32 -144 WIRE 128 -144 32 -144 WIRE 208 -144 128 -144 WIRE 288 -144 208 -144 WIRE -304 -128 -304 -144 WIRE -304 -112 -304 -128 WIRE -128 -112 -128 -144 WIRE 128 -112 128 -144 WIRE 208 -112 208 -144 WIRE 288 -112 288 -144 WIRE 32 -48 32 -144 WIRE 48 -48 32 -48 WIRE 432 -48 368 -48 WIRE 480 -48 432 -48 WIRE 592 -48 544 -48 WIRE 432 -32 432 -48 WIRE -304 -16 -304 -32 WIRE -128 -16 -128 -48 WIRE 32 48 32 -48 WIRE 48 48 32 48 WIRE 432 48 432 32 WIRE 432 48 368 48 WIRE 480 48 432 48 WIRE 592 48 592 -48 WIRE 592 48 560 48 WIRE 688 48 592 48 WIRE 720 48 688 48 WIRE 800 48 720 48 WIRE 976 48 800 48 WIRE 432 64 432 48 WIRE 720 64 720 48 WIRE 800 64 800 48 WIRE 592 80 592 48 WIRE -32 144 -32 -144 WIRE 32 144 32 48 WIRE 48 144 32 144 WIRE 400 144 368 144 WIRE 432 144 432 128 WIRE 720 160 720 128 WIRE 800 160 800 144 WIRE 400 176 400 144 WIRE 592 176 592 160 WIRE 592 176 400 176 WIRE 592 192 592 176 WIRE -416 240 -480 240 WIRE -288 240 -416 240 WIRE -208 240 -288 240 WIRE -128 240 -208 240 WIRE -32 240 -32 224 WIRE -32 240 -64 240 WIRE 48 240 -32 240 WIRE 400 240 368 240 WIRE 480 240 464 240 WIRE -416 256 -416 240 WIRE -288 256 -288 240 WIRE -208 256 -208 240 WIRE 592 288 592 272 WIRE 48 336 -16 336 WIRE 400 336 368 336 WIRE 480 336 464 336 WIRE -416 352 -416 336 WIRE -288 352 -288 320 WIRE -208 352 -208 336 WIRE -16 352 -16 336 WIRE -16 352 -208 352 WIRE -208 368 -208 352 WIRE 688 384 688 48 WIRE -48 432 -64 432 WIRE 48 432 16 432 WIRE 624 432 368 432 WIRE -208 464 -208 448 WIRE 688 496 688 480 WIRE 800 496 688 496 WIRE 880 496 800 496 WIRE 976 496 880 496 WIRE 688 512 688 496 WIRE 800 512 800 496 WIRE 880 512 880 496 WIRE -48 528 -64 528 WIRE 48 528 16 528 WIRE 560 528 368 528 WIRE 160 608 160 592 WIRE 256 608 256 592 WIRE 560 608 560 528 WIRE 688 608 688 592 WIRE 688 608 560 608 WIRE 800 608 800 576 WIRE 880 608 880 592 WIRE 688 624 688 608 WIRE 160 704 160 688 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32 32 VTop 2 WINDOW 39 60 32 VTop 2 SYMATTR InstName C3 SYMATTR Value .001� SYMATTR SpiceLine Rser=22K SYMBOL res 144 592 R0 SYMATTR InstName R3 SYMATTR Value 15.8K SYMBOL schottky 544 -64 R90 WINDOW 0 0 32 VBottom 2 WINDOW 3 34 10 VTop 2 SYMATTR InstName D2 SYMATTR Value CMDSH2-3 SYMATTR Description Diode SYMATTR Type diode SYMBOL schottky 416 128 M180 WINDOW 0 26 64 Left 2 WINDOW 3 24 0 Left 2 SYMATTR InstName D3 SYMATTR Value B520C SYMATTR Description Diode SYMATTR Type diode SYMBOL ind 464 64 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 5 56 VBottom 2 SYMATTR InstName L2 SYMATTR Value 3.3� SYMBOL cap 416 -32 R0 SYMATTR InstName C4 SYMATTR Value .1� SYMBOL res 576 64 R0 SYMATTR InstName R4 SYMATTR Value 32.4K SYMBOL res 576 176 R0 SYMATTR InstName R5 SYMATTR Value 10.2K SYMBOL cap 400 224 M90 WINDOW 0 0 32 VBottom 2 WINDOW 3 32 32 VTop 2 SYMATTR InstName C5 SYMATTR Value .001� SYMBOL cap 400 320 M90 WINDOW 0 0 32 VBottom 2 WINDOW 3 32 32 VTop 2 WINDOW 39 60 32 VTop 2 SYMATTR InstName C6 SYMATTR Value .001� SYMATTR SpiceLine Rser=22K SYMBOL cap 704 64 R0 SYMATTR InstName C7 SYMATTR Value 22� SYMBOL npn 624 384 R0 SYMATTR InstName Q1 SYMATTR Value 2N3391A SYMBOL res 672 496 R0 SYMATTR InstName R6 SYMATTR Value 22.1k SYMBOL res 672 608 R0 SYMATTR InstName R7 SYMATTR Value 10.2K SYMBOL cap 784 512 R0 SYMATTR InstName C8 SYMATTR Value 2.2� SYMBOL res -432 240 R0 SYMATTR InstName Rload1 SYMATTR Value 30 SYMBOL res 784 48 R0 SYMATTR InstName Rload2 SYMATTR Value 3.3 SYMBOL res 864 496 R0 SYMATTR InstName Rload3 SYMATTR Value 25 SYMBOL PowerProducts\\LT3570 208 240 R0 SYMATTR InstName U2 SYMBOL res -144 -160 R90 WINDOW 0 0 56 VBottom 2 WINDOW 3 32 56 VTop 2 SYMATTR InstName R8 SYMATTR Value 0.1 SYMBOL cap -144 -112 R0 SYMATTR InstName C9 SYMATTR Value 1� TEXT 848 704 Left 2 !.tran 500u startup TEXT 216 -184 Bottom 2 ;LT3570, 1.5A Buck, 1.5A Boost and LDO DC/DC Converter\nInput: 5V Outputs: 3.3V @ 1A, 12V @ 400mA, 2.5V @ 100mA TEXT -352 736 Left 2 ;Note:\n If the simulation model is not found please update with the "Sync Release" command from the "Tools" menu.\n It remains the customer's responsibility to verify proper and reliable operation in the actual application.\n Component substitution and printed circuit board layout may significantly affect circuit performance or reliability.\n Contact your local sales representative for assistance. This circuit is distributed to customers only for use with LTC parts.\n Copyright � 2009 Linear Technology Inc. All rights reserved.
Version 4 SymbolType CELL LINE Normal 0 44 -4 48 LINE Normal 32 44 36 40 LINE Normal 0 44 32 44 LINE Normal 0 20 32 20 LINE Normal 32 20 16 44 LINE Normal 0 20 16 44 LINE Normal 16 0 16 20 LINE Normal 16 44 16 64 WINDOW 0 24 0 Left 2 WINDOW 3 24 64 Left 2 SYMATTR Value D SYMATTR Prefix D SYMATTR Description Zener Diode PIN 16 0 NONE 0 PINATTR PinName + PINATTR SpiceOrder 1 PIN 16 64 NONE 0 PINATTR PinName - PINATTR SpiceOrder 2
Version 4 SymbolType CELL RECTANGLE Normal -160 -352 160 352 TEXT 0 0 Center 0 LT WINDOW 0 0 -144 Center 0 WINDOW 3 0 144 Center 0 SYMATTR Value LT3570 SYMATTR Prefix X SYMATTR SpiceModel LT3570.sub SYMATTR Value2 LT3570 SYMATTR Description 1.5A Buck Converter, 1.5A Boost Converter and LDO Controller PIN 0 -352 TOP 8 PINATTR PinName Vin2 PINATTR SpiceOrder 1 PIN 160 -192 RIGHT 8 PINATTR PinName SW2 PINATTR SpiceOrder 3 PIN -160 0 LEFT 8 PINATTR PinName SW1 PINATTR SpiceOrder 4 PIN 48 352 BOTTOM 8 PINATTR PinName GND PINATTR SpiceOrder 5 PIN -80 -352 TOP 8 PINATTR PinName Vin1 PINATTR SpiceOrder 7 PIN -160 192 LEFT 8 PINATTR PinName SS1 PINATTR SpiceOrder 8 PIN -160 288 LEFT 8 PINATTR PinName Vc1 PINATTR SpiceOrder 9 PIN -160 96 LEFT 8 PINATTR PinName FB1 PINATTR SpiceOrder 10 PIN -160 -288 LEFT 8 PINATTR PinName _SHDN1 PINATTR SpiceOrder 11 PIN -160 -192 LEFT 8 PINATTR PinName _SHDN2 PINATTR SpiceOrder 12 PIN -160 -96 LEFT 8 PINATTR PinName _SHDN3 PINATTR SpiceOrder 13 PIN -48 352 BOTTOM 8 PINATTR PinName Rt PINATTR SpiceOrder 15 PIN 160 0 RIGHT 8 PINATTR PinName SS2 PINATTR SpiceOrder 17 PIN 160 96 RIGHT 8 PINATTR PinName Vc2 PINATTR SpiceOrder 18 PIN 160 -96 RIGHT 8 PINATTR PinName FB2 PINATTR SpiceOrder 19 PIN 160 288 RIGHT 8 PINATTR PinName FB3 PINATTR SpiceOrder 20 PIN 160 192 RIGHT 8 PINATTR PinName NPN_Drv PINATTR SpiceOrder 21 PIN 80 -352 TOP 8 PINATTR PinName Vin3 PINATTR SpiceOrder 22 PIN 160 -288 RIGHT 8 PINATTR PinName Boost PINATTR SpiceOrder 24
Version 4 SymbolType CELL LINE Normal 0 36 4 36 LINE Normal 0 44 0 36 LINE Normal 0 44 32 44 LINE Normal 32 44 32 52 LINE Normal 32 52 28 52 LINE Normal 0 20 32 20 LINE Normal 32 20 16 44 LINE Normal 0 20 16 44 LINE Normal 16 0 16 20 LINE Normal 16 44 16 64 WINDOW 0 24 0 Left 2 WINDOW 3 24 64 Left 2 SYMATTR Value D SYMATTR Prefix D SYMATTR Description Schottky diode PIN 16 0 NONE 0 PINATTR PinName + PINATTR SpiceOrder 1 PIN 16 64 NONE 0 PINATTR PinName - PINATTR SpiceOrder 2