Os módulos de potência DC/DC são dispositivos compactos e integrados que convertem um nível de tensão DC de entrada em outro nível de tensão. Além de oferecerem conversão de energia eficiente, essas pequenas soluções de fonte de alimentação apresentam vários benefícios, como tensões de saída reguladas e estáveis para eletrônicos sensíveis, um tamanho compacto adequado para aplicações com restrições de espaço ou espaço limitado na placa de circuito impresso (PCB), e versatilidade de design capaz de lidar com uma ampla gama de tensões de entrada e convertê-las nos níveis de saída desejados. Juntas, essas vantagens tornam os módulos de potência DC/DC adequados para uma ampla gama de aplicações.
Diferentes tipos de fontes de alimentação e conectores significam diferentes tipos de módulos de potência DC/DC. Os mais comuns incluem:
- Módulos Conversores Buck: Também conhecidos como conversores step-down, esses módulos reduzem a tensão de entrada para uma tensão de saída mais baixa e estável.
- Módulos Conversores Boost: Também chamados de conversores step-up, aumentam a tensão de entrada para uma tensão de saída maior e estável.
- Módulos Conversores Buck-Boost: Esses módulos podem tanto aumentar quanto reduzir a tensão de entrada para manter uma tensão de saída constante, independentemente das flutuações da entrada.
Nesta semana, analisamos como o novo módulo de potência DC/DC da família TPSM8281x da Texas Instruments (TI) ajuda a simplificar as soluções de fonte de alimentação, minimizando a complexidade do design e prolongando a vida útil da bateria em aplicações industriais.
Os Produtos Mais Recentes para Seus Novos Projetos®
Precisão e eficiência são essenciais em aplicações industriais de ultra-baixa potência. O Texas Instruments TPSM82816 faz parte de uma família de módulos de potência DC/DC síncronos step-down, compatíveis de 3A, 4A e 6A com pinos intercambiáveis e indutores integrados (Figura 1). Essa solução é uma opção atraente para projetistas de potência que buscam otimizar o uso de energia e, ao mesmo tempo, preservar a confiabilidade.
Flexibilidade de Projeto para Aplicações Industriais de Consumo Ultra-Baixo
O TPSM82816 utiliza um esquema de controle de modo de corrente de pico com frequência fixa. Este dispositivo oferece uma solução de potência otimizada para aplicações industriais, bem como para telecomunicações, testes e medições, e aplicações médicas que exigem alta densidade de potência e facilidade de operação. Os switches de baixa resistência do módulo podem fornecer uma corrente de saída contínua de até 6A, mesmo em condições de altas temperaturas do ambiente. A frequência de comutação é programável externamente de 1,8MHz a 4MHz e também pode ser sincronizada com um clock externo na mesma faixa de frequência. No modo de economia de energia, o TPSM82816 entra automaticamente em PFM em cargas baixas para manter alta eficiência em toda a faixa de carga.
O módulo de potência step-down TPSM82816 da TI, com seus recursos avançados e design de pequeno porte, é ideal para aplicações que exigem alta eficiência energética e longa vida útil da bateria.
Além disso, a ampla faixa de tensão de entrada do módulo TPSM82816, de 2,7V a 6V, combinada com uma faixa de saída de 0,6V a 5,0V, torna-o ideal para uma variedade de aplicações industriais alimentadas por bateria. Os recursos de alta corrente de saída oferecem energia suficiente para alimentar sensores, microcontroladores e módulos de comunicação em automação de Internet das Coisas Industrial (IIoT). Sua frequência de comutação personalizável e capacidade de rastreamento também proporcionam flexibilidade no projeto do sistema, permitindo otimização da eficiência e do desempenho.
Eficiência Aprimorada e Eliminação de Corrente de Fuga
Um dos principais benefícios do módulo TPSM82816 é sua capacidade de reduzir a corrente de fuga, o que é crucial para melhorar a vida útil da bateria em aplicações industriais. Esse módulo auxilia na prolongação da durabilidade dos dispositivos alimentados por bateria ao diminuir a demanda de corrente enquanto o sistema está em modo de espera ou baixa potência, garantindo operação confiável por longos períodos de tempo. Além disso, sua arquitetura síncrona step-down e switches de baixa resistência contribuem para alcançar excelente eficiência, o que reduz o consumo de energia e a dissipação de calor. Quando se trata de módulos de fonte de alimentação DC/DC, o TPSM82816 é uma solução abrangente com inúmeros benefícios para os projetistas.
Principais Vantagens do Módulo de Potência TI TPSM82816
- Alta capacidade de corrente de saída de até 6A.
- Ampla faixa de tensão de entrada de 2,75V a 6V.
- Disponível em um pacote MicroSiP™ de 3mm × 4mm × 1,6mm.
- Frequência de comutação ajustável e sincronizável de 1,8MHz a 4MHz, permitindo maior flexibilidade no design do sistema.
- Excelente desempenho EMI, com baixos elementos de interferência devido ao indutor integrado.
- Corrente de repouso baixa de 26μA.
- Operação PWM forçada ou PFM/PWM selecionável.
- Precisão da tensão de saída de ±1% em operação PWM.
- Ciclo de trabalho de 100%, com alta capacidade de manuseio de corrente de saída e excelente desempenho térmico em uma faixa de temperatura de operação de –40°C a 125°C.
Conclusão
O módulo de potência TPSM82816 da Texas Instruments oferece soluções simplificadas para fontes de alimentação, reduzindo a complexidade do projeto e o tempo de seleção de componentes. Ele agiliza a qualificação e a aquisição de componentes passivos, minimizando o número de componentes em comparação com soluções discretas. A Texas Instruments fornece dados de caracterização e simulações, facilitando a seleção do módulo. Altamente integrado, totalmente caracterizado e sem as desvantagens das soluções discretas, o TPSM82816 é ideal para aplicações industriais que exigem ultra-baixa potência, precisão, eficiência e confiabilidade. Seu design compacto o torna adequado para dispositivos alimentados por bateria, circuitos de regulação de tensão e automação IIoT, garantindo uso ótimo da energia e longa vida útil da bateria.
Artigo publicado por Rudy no blog da Mouser Electronics: New Tech Tuesdays: TI TPSM82816 DC/DC Power Module: A Miniature Power Solution
Traduzido pela Equipe Embarcados. Visite a página da Mouser Electronics no Embarcados
