La esencia de un regulador de modo de conmutación es producir un voltaje de salida estable al encender y apagar un transistor, de modo que el elemento de conmutación pase la mayor parte de su tiempo en un estado totalmente conductor o en un estado completamente no conductor. No es sorprendente, entonces, que la metodología particular que utilizamos al encender y apagar el transistor sea un aspecto importante del rendimiento general del circuito. Un parámetro importante es la frecuencia de conmutación del regulador, que influye en la eficiencia, la ondulación de salida y el área de PCB requerida.
El término "plegado" se refiere a una técnica de protección de circuito mediante la cual un regulador o amplificador reduce gradualmente la corriente de salida que ocurre durante una condición de falla.
En un circuito con una forma de protección estándar de "límite de corriente", el regulador o amplificador evita que la corriente de salida se eleve por encima de un valor especificado. Este comportamiento se muestra en la siguiente gráfica:
El problema con este enfoque es que todavía hay una gran cantidad de corriente de salida después de que los circuitos de protección se hayan activado. La corriente de salida en sí no dañará el dispositivo, pero la disipación de alta potencia asociada con esta corriente puede conducir a temperaturas excesivamente altas.
La limitación de corriente Foldback aborda tanto la corriente como la disipación de potencia. Como puede ver en la siguiente gráfica, este enfoque para la protección contra cortocircuitos implica "doblar" la curva hacia valores de corriente más bajos.
Por reductor corriente en respuesta a un cortocircuito de salida en lugar de limitarse a limitarlo, un circuito plegable ayuda a mantener una disipación de potencia aceptable durante una condición de falla.
El LM63635 es un convertidor CC / CC reductor con un amplio rango de voltaje de entrada (3.5 V a 32 V), alta corriente de salida (3.25 A) y calificación AEC-Q100. Ofrece una corriente de reposo de 23 µA, eficiencias en el rango del 65–90% incluso con corrientes de carga muy pequeñas y voltaje de salida seleccionable por clavija.
Como puede ver en el esquema simplificado y la implementación de PCB, esto parece un buen regulador para las personas (como yo) que realmente no disfrutan el diseño de circuitos de conmutadores complicados.
El LM63635 incluye una característica interesante que TI llama "reducción de frecuencia". En este modo de operación, la frecuencia de conmutación del regulador se pliega automáticamente en respuesta a condiciones de carga ligera, caída, operación mínima a tiempo o limitación de corriente. El uso del plegado de frecuencia con pequeñas corrientes de carga conduce a una mayor eficiencia.
El diseñador puede elegir una frecuencia de conmutación utilizando el pin RT del dispositivo, pero el LM63635 se desviará de esta configuración cuando la funcionalidad de retirada esté activa. Si el diseñador quiere priorizar la frecuencia de conmutación constante sobre la eficiencia, esto se puede lograr colocando el dispositivo en modo "PWM forzado". En algunos casos, es deseable evitar las fluctuaciones de frecuencia de conmutación para garantizar que el regulador no cambie a una banda de frecuencia donde las emisiones conducidas o radiadas interfieran con los circuitos cercanos.
La siguiente gráfica le da una idea de cómo se modifica la frecuencia de conmutación en respuesta a las condiciones de carga ligera.
Me imagino que algunos diseñadores se sentirían incómodos con variaciones tan grandes en la frecuencia de conmutación. La siguiente gráfica muestra la eficiencia típica cuando el voltaje de salida es de 5 V. Me parece que el 90% de eficiencia a una corriente de salida de 1 mA (con VEN = 8 V) es bastante bueno, y probablemente estaría dispuesto a tolerar cambios importantes en la frecuencia de conmutación si estuviera diseñando un dispositivo alimentado por batería que con frecuencia entra en algún tipo de modo de espera de baja corriente.
¿Qué piensa sobre el valor de esta función de reducción de frecuencia? ¿Prefiere conmutadores de frecuencia fija, o la eficiencia suele ser una prioridad más alta?
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