Guía de selección de convertidores reductores

Si alguna vez diseñó un sistema de energía, conoce las complicaciones de modular los voltajes de entrada y de salida. Las restricciones de la regulación lineal se abordaron con reguladores reductores. Ya sea que “vaya contra la corriente” (¡reconocimiento a la fuente del término original!) con un convertidor reductor o prefiera llamarlo convertidor “buck” (reductor), estos componentes son esenciales en el proceso de diseño. Estos dispositivos utilizan un mayor voltaje de entrada y lo convierten en un voltaje de salida inferior cortándolo y encendiendo y apagando rápidamente el transistor de energía. Al hacer esto, puede evitar los problemas de generación de calor excesivo y crear una señal de onda cuadrada. Por último, puede utilizar un filtro LC para convertirla nuevamente en voltaje de CC en la salida del filtro.

Contar con mejor información respecto de las posibles aplicaciones, así como información relacionada con las características del convertidor, es clave a la hora de decidir qué convertidor reductor de CC-CC es el adecuado para su proyecto. El objetivo de este blog es brindarle esa información, con un enfoque especial en los convertidores reductores de CC-CC Diodes Incorporated.

Un AP64352 típico. (Fuente de la imagen: Diodes Incorporated).

Consideremos, por ejemplo, el convertidor reductor sincrónico AP64352 de 3.5 A. Este dispositivo cuenta con un amplio rango de voltaje de entrada, de 3.8 V a 40 V, y se integra por completo a un MOSFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico) de potencia de lado alto de 75 mΩ y a MOSFET de potencia de lado bajo de 45 mΩ para brindar alta eficiencia. El AP64352 utiliza el control de modo de corriente pico, lo que reduce la cantidad de componentes externos necesarios para el funcionamiento. Además, la frecuencia de conmutación es ajustable entre 100 kHz y 2.2 MHz, lo que permite al diseñador elegir la frecuencia más adecuada según la aplicación.

Para no actuar como una fuente de EMI (interferencia electromagnética), el AP64352 incorpora un esquema de controladores de compuertas patentado que evita los zumbidos de los nodos de conmutación, lo que reduce el ruido de la EMI de alta frecuencia irradiada en la conmutación del MOSFET. Asimismo, la EMI se mitiga mediante el uso de una característica de FSS (espectro de propagación de frecuencia) que presenta una fluctuación de frecuencia de conmutación de ±6%. Esto reduce la EMI al impedir que la energía emitida permanezca en una sola frecuencia durante un período significativo.

El esquema de controladores de compuertas patentado también le permite al AP64352 funcionar en el modo LDO (caída baja). Esto permite un funcionamiento prácticamente al 100% del ciclo de trabajo, lo que provee alta eficiencia y un rendimiento más uniforme.

El AP64352 también incluye algunos circuitos de protección, como el UVLO (bloqueo por subtensión), la OVP (protección contra sobretensión de salida), el límite de corriente pico ciclo por ciclo y el apagado térmico.

Entre las posibles aplicaciones del AP64352 se incluyen suministros de bus distribuidos (de 5 V, 12 V y 24 V), herramientas eléctricas, impresoras láser, artículos del hogar y pequeños electrodomésticos, audio doméstico, sistemas de redes, productos electrónicos de consumo y puntos de carga de uso general.

Este dispositivo también se encuentra disponible en una versión AEC-Q100: el AP64352Q. Esta versión es ideal para su utilización en sistemas de energía de 12 V para automóviles, infoentretenimiento, grupos de instrumentos, electrónica e iluminación para carrocerías, medios telemáticos y sistemas avanzados de asistencia al conductor.

Diodes Incorporated ofrece muchos más reguladores reductores de CC-CC: dispositivos como el AP64352, que se describió más arriba y tiene una entrada de entre 3.8 V y 40 V, u otros con entrada de entre 3.8 V y 32 V, de entre 4.2 V y 18 V y de entre 2.3 V y 5.5 V. Existen tanto versiones para el consumidor como para automotrices disponibles en cada rango de voltaje.

Gracias a los convertidores de CC-CC que ofrecen una solución mejorada en comparación con circuitos reguladores equivalentes, Diodes le ofrece el producto que necesita. Diodes y DigiKey le ofrecen un amplio rango de soluciones rentables, de diseño flexible y de alta eficiencia que pueden ser la clave para completar su diseño.