Circuito integrato convertitore di tensione step-down sincrono 3-A LMR33630BQRNXRQ1

1.

La funzione di un convertitore buck è ridurre la tensione di ingresso e adattarla al carico.La topologia di base di un convertitore buck è costituita dall'interruttore principale e da un diodo interruttore utilizzato durante la pausa.Quando un MOSFET è collegato in parallelo con un diodo di continuità, viene chiamato convertitore buck sincrono.L'efficienza di questo layout di convertitore buck è superiore a quella dei precedenti convertitori buck grazie alla connessione parallela del MOSFET low-side con il diodo Schottky.La Figura 1 mostra uno schema di un convertitore buck sincrono, che è il layout più comune utilizzato oggi nei computer desktop e notebook.

2.

Metodo di calcolo di base

Gli interruttori a transistor Q1 e Q2 sono entrambi MOSFET di potenza a canale N.questi due MOSFET sono solitamente indicati come interruttori high-side o low-side e il MOSFET low-side è collegato in parallelo con un diodo Schottky.Questi due MOSFET e il diodo costituiscono il canale di alimentazione principale del convertitore.Anche le perdite in questi componenti rappresentano una parte importante delle perdite totali.La dimensione del filtro LC in uscita può essere determinata dalla corrente di ondulazione e dalla tensione di ondulazione.A seconda del particolare PWM utilizzato in ciascun caso, è possibile selezionare le reti di resistori di retroazione R1 e R2 e alcuni dispositivi hanno una funzione di impostazione logica per impostare la tensione di uscita.Il PWM deve essere selezionato in base al livello di potenza e alle prestazioni operative alla frequenza desiderata, il che significa che quando la frequenza viene aumentata, deve esserci capacità di pilotaggio sufficiente per pilotare i gate MOSFET, che costituiscono il numero minimo di componenti richiesti per un convertitore buck sincrono standard.

Il progettista dovrebbe innanzitutto verificare i requisiti, vale a dire ingresso V, uscita V e uscita I, nonché i requisiti di temperatura operativa.Questi requisiti di base vengono quindi combinati con i requisiti di flusso di potenza, frequenza e dimensioni fisiche ottenuti.

3.

Il ruolo delle topologie buck-boost

Le topologie buck-boost sono pratiche perché la tensione di ingresso può essere inferiore, maggiore o uguale alla tensione di uscita pur richiedendo una potenza di uscita maggiore di 50 W. Per potenze di uscita inferiori a 50 W, il convertitore con induttore primario single-ended (SEPIC ) è un'opzione più economica poiché utilizza meno componenti.

I convertitori buck-boost funzionano in modalità buck quando la tensione di ingresso è maggiore della tensione di uscita e in modalità boost quando la tensione di ingresso è inferiore alla tensione di uscita.Quando il convertitore funziona in una regione di trasmissione in cui la tensione di ingresso rientra nell'intervallo della tensione di uscita, esistono due concetti per gestire queste situazioni: o gli stadi buck e boost sono attivi contemporaneamente oppure i cicli di commutazione si alternano tra buck e boost. e stadi di boost, ciascuno solitamente funzionante alla metà della normale frequenza di commutazione.Il secondo concetto può indurre rumore subarmonico in uscita, mentre la precisione della tensione di uscita potrebbe essere meno precisa rispetto al funzionamento buck o boost convenzionale, ma il convertitore sarà più efficiente rispetto al primo concetto.