Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Höhere Versorgungsspannungen für CMICs einfach wählen : Ausgabe 17/2014, 18.09.2014

Mehr Spannung, bitte!

Zahlreiche Schaltungen benötigen höhere Versorgungsspannungen als die typischen Betriebsspannungen der Digital-ICs. Der Entwurf einer Schaltung, welche die erforderliche Spannung digital wählt, ist in der Regel problematisch – aber das muss nicht so sein.

Autor: Henning Wriedt, USA-Korrespondent

Die GreenPAK-CMIC-Serie (Configurable Mixed-Signal IC) von Silego eignet sich besonders für diese Art von Schaltungsdesign. Zusammen mit einer programmierbaren Referenz, wie zum Beispiel dem TL 431, können die GreenPAK-Produkte ein entsprechendes Design sehr gut vereinfachen – zumal der TL 431 mit zwei externen Widerständen Ausgangsspannungen bis zu 36 VDC liefern kann.

Um einen Spannungsgenerator mit einstellbaren Spannungen zu entwickeln, bedarf es einer Methode, mit der man unterschiedliche Ausgangsspannungen vom TL 431 selektieren kann. Der einfachste Weg wäre die Verwendung von Widerständen parallel zu Widerstand R2 (Bild 1). Diese verändern den Gesamtwiderstand gegen Masse und damit letztlich die Ausgangsspannung (Vo).

Ansteuerung von mehr als einem Widerstand

Angenommen, man benötigt die folgenden Ausgangsspannungen: 5, 9, 12 und 20 V. Entsprechend muss man die Werte der parallelen Widerstände bestimmen (siehe Applikationsbericht als Datei 17_14.01.pdf im Downloadcenter). Um nun festzustellen, ob sich jeder Widerstand in der Schaltung befindet oder nicht, verwendet man vier GPIOs von einem GreenPAK2. Jeden GPIO konfiguriert man als offenen Drain, der sich zwischen dem Widerstand und der Masse befindet (Bild 2).

Bild 3 zeigt eine weitere interessante Verwendung dieser Technik. Mit dieser Steue-rungsmethode kann man mehr als einen Widerstand parallel schalten und damit zum Beispiel ein Widerstandsteiler-Netzwerk kont-rollieren.

GPAK mit Leistungsschalterfunktion

Silego hat die GPAK-Serie kürzlich um zwei neue CMICs erweitert, die sich jeweils in einem kleinen 7-GPIO-STQFN-Gehäuse (1,6 × 2,5 × 0,55 mm) befinden. Die Modelle SLG4 6116 V und SLG 46117 V sind die ersten GPAK-ICs mit einem 1-A-p-Kanal-MOSFET-Leistungsschalter (Softstart) in Verbindung mit einer flexiblen und NVM-programmierbaren Mixed-Signal-Matrix. Der «Softstart»-Leistungsschalter ist mit einer festen Anstiegsratensteuerung ausgestattet und mit oder ohne integriertem Entladungspfad erhältlich.

Details der Spannungsreferenz TL 431

Diese programmierbare Spannungsrefe- renz bietet einen Betriebsstrombereich von 1 bis 100 mA mit einer typischen dynamischen Impedanz von 0,22 Ohm. Der TL 431 ist damit ein besonders guter Ersatz für Zenerdioden. Und weil er als Shunt-Regler funktioniert, kann man ihn sowohl als positive als auch als negative Spannungsreferenz verwenden.

Weitere besondere Merkmale sind die Toleranz der Spannungsreferenz mit ± 0,4 Prozent, typ. 25 °C (TL 431 B), der typische Temperaturkoeffizient für den vollen Bereich mit 50 ppm/°C und die Ausgangsspannung mit einem sehr geringen Rauschanteil.

Applikationsbericht: 17_14.01.pdf

Infoservice


Silego Technology
www.silego.com

Bild 1: Der TL 431 als Shunt-Regler


Bild 3: Steuerungsschaltung für einen Widerstandsteiler


Bild 2: R2- bis R5-Verbindungen mit der GPIO- Konfiguration