На рис. 1 показана схема понижающего преобразователя на основе синхронного импульсного стабилизатора с идеальными ключами. Когда оба ключа закрываются одновременно, даже на корот- кий период времени, возникает короткозамкнутая цепь между входным напряжением и землей, что может выве- сти ключи из строя. Необходимо обеспечить, чтобы два ключа никогда не включались одновременно. Из сообра- жений безопасности нужно предусмотреть определенный период времени, в течение которого оба ключа находятся в выключенном состоянии, – время паузы.

Однако следует отметить, что ток через катушку ин- дуктивности L1 (см. рис. 1), которая соединяет коммутационный узел (общую точку ключей) с выходным напряжением, нельзя изменить мгновенно. Он увеличивается или уменьшается плавно, а не скачкообразно. Таким об
разом, во время паузы включения ключей могут возникнуть проблемы. Все пути тока прерываются на коммутационном узле схемы. В случае идеальных ключей, как показано на рис. 1, во время паузы на коммутационном узле появляется бесконечное отрицательное напряжение. В си- туации с реальными ключами это отрицательное напряжение увеличивается до тех пор, пока не произойдет про- бой одного из ключей, и он не начнет пропускать ток.
В большей части импульсных стабилизаторов в качестве активных ключей используются n-канальные MOSFET. Такие устройства отличаются полезным для применения в подобных схемах свойством – так называемым встроенным диодом (body diode), который представляет собой p-n-переход между истоком и стоком транзистора. На рис. 2 показано, как включены MOSFET в качестве активных ключей в схеме импульсного стабилизатора. В такой схеме напряжение на коммутационном узле не снижается до бесконечности даже во время паузы между включением ключей, вместо этого p-n-переход в MOSFET нижнего плеча (показан на схеме красным цветом) будет проводить ток до тех пор, пока не завершится пауза и не включится MOSFET нижнего плеча.

Однако встроенные диоды в MOSFET обладают серьезным недостатком. Из-за эффекта обратного восстановления они характеризуются очень низкой скоростью переключения. Во время обратного восстановления
Диод Шоттки очень компактен, поскольку проводит ток только в короткие периоды пауз, сильно не нагревается и его можно поместить в небольшой и недорогой корпус.

ADP2443 – синхронный понижающий стабилизатор постоянного напряжения с интегрированными MOSFET верхнего и нижнего плеча, обеспечивающий высокий КПД в компактном корпусе LFCSP (4 × 4 мм). Стабилизатор работает с входным напряжением в диа- пазоне от 4,5 до 36 В. Минимальное регулируемое выходное напряжение составляет 0,6 В, выходной ток достигает 3 A в непрерывном режиме. Благодаря малому минимальному времени включенного состояния (50 нс) ADP2443 способен выполнять преобразование высокого входного напряжения в низкое выходное напряжение на высокой частоте.
Для достижения высокой стабильности и обеспечения быстрой переходной характеристики в ADP2443 применена схема управления на основе эмуляции токового режима с ШИМ-сигналами постоянной частоты. Частота коммутации ADP2443 может программироваться пользователем в диапазоне от 200 кГц до 1,8 МГц. Имеется возможность синхронизировать ча- стоту коммутации устройства с внешним тактовым сигналом для минимизации шумов в системе.
ADP2443 предназначен для высококачественных приложений, где требуются высокий КПД и гибкость проектного решения, которая достигается благодаря применению внешней компенсации и функции регулируемого мягкого запуска. Выход «питание в норме» и вход разрешения с прецизионным порогом позволяют реализовать простую и надежную процедуру включения / отключения питания.
К другим важнейшим функциям устройства относятся блокировка при просадке напряжения, защита от перегрузки по напряжению и по току, защита от короткого замыкания и отключение при перегреве.
ADP2443 работает в диапазоне температур перехода от –40 до 125 °C, выпускается в 24-выводном корпусе LFCSP габаритами 4 × 4 мм.
Особенности ADP2443:

• непрерывный выходной ток: 3 A;
• входное напряжение: 4,5–36 В;
• интегрированные MOSFET верхнего и нижне- го плеча: 98 / 35 мОм;
• опорное напряжение: 0,6 В ± 1%;
• минимальное время включения: 50 нс;
• программируемая частота коммутации: 200 кГц – 1,8 МГц;
• синхронизация от внешнего тактового сигна- ла частотой 200 кГц – 1,8 МГц;
• вход разрешения с прецизионным порогом и выход «питание в норме»;
• потактовое токоограничение с защитой от пе- регрузки по току путем кратковременного отключения;
• внешняя компенсация;
• программируемое время мягкого запуска;
• запуск при предварительно заряженном выходе;
• поддержка инструмента проектирования ADIsimPower.

Области применения:

• промежуточное преобразование напряжения питания;
• системы питания от многоэлементных батарей;
• промышленная автоматизация и управление технологическими процессами;
• медицина и здравоохранение;
• серверы и сетевые устройства