1. Circuito regulador Pass-Thru utilizando o modo Pass-Thru para eliminar EMI e perdas de comutação enquanto maximiza a eficiência. Este circuito é construído em torno do LT8210 com operação Pass-Thru configurada para 8 a 16 V.

Eliminando o ruído de comutação do conversor DC-DC

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Um problema comum do conversor CC-CC está gerando uma tensão regulada quando a tensão de entrada pode estar acima, abaixo ou igual à saída – ou seja, o conversor deve executar as funções de aumento e redução. Esse cenário é típico ao alimentar os componentes eletrônicos do veículo a partir de uma bateria nominal de 12 V, que pode variar desde a manivela a frio do motor (até 3 V) e despejo de carga (até 100 V), ou uma voltagem reversa da bateria devido a erro do operador. Várias topologias de conversor dc-dc podem executar operações de aumento e redução, de SEPIC a topologias de 4 comutadores, mas nenhuma delas passa a tensão de entrada diretamente para a saída sem alternar ativamente.

Uma abordagem alternativa é utilizar um controlador que passe a entrada diretamente para a saída quando a tensão de entrada estiver dentro de uma janela específica. Isso elimina EMI e perdas de comutação enquanto maximiza a eficiência (até 99,99%). Por exemplo, o LT8210 é um controlador síncrono de reforço de impulso que pode operar no modo “Pass-Thru”, permitindo ao usuário definir uma janela programável para a qual a entrada será passada diretamente para a saída. Como a tensão de entrada pode ser passada diretamente para a saída sem alternar ativamente os FETs, isso resulta em um nível ultra baixoQ operação e eliminação do ruído de comutação.

Para um controlador que opera em uma ampla faixa de tensão de entrada, como 2,8 a 100 V, ele permite a regulação da tensão de entrada mínima durante a partida a frio até a amplitude de pico de um despejo de carga não suprimido. O modo Pass-Thru é apenas um modo operacional, e os controladores ainda podem operar como um controlador convencional de aumento de pressão com modo de condução contínua selecionável por pino (CCM), pulando pulsos ou operação no modo burst.

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Modo de operação Pass-Thru

figura 1 mostra um esquema simplificado de um circuito configurado para operação Pass-Thru; a saída é regulada entre 8 e 16 V. Neste exemplo, as tensões superior e inferior da janela Pass-Thru são definidas pelos divisores de resistores FB2 e FB1, respectivamente.

1. Circuito regulador Pass-Thru utilizando o modo Pass-Thru para eliminar EMI e perdas de comutação enquanto maximiza a eficiência. Este circuito é construído em torno do LT8210 com operação Pass-Thru configurada para 8 a 16 V. 1. Circuito regulador Pass-Thru utilizando o modo Pass-Thru para eliminar EMI e perdas de comutação enquanto maximiza a eficiência. Este circuito é construído em torno do LT8210 com operação Pass-Thru configurada para 8 a 16 V.

Figura 2 mostra a característica de transferência de entrada / saída deste circuito. Quando a tensão de entrada está acima da janela Pass-Thru, o controlador a reduz para uma saída de 16 V regulada (Fig. 3). Se a tensão de entrada cair abaixo da janela, o controlador aumenta para manter a saída em 8 V (Fig. 4).

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2. A operação Pass-Thru permite 99,9% de eficiência na janela de tensão de entrada Pass-Thru.2. A operação Pass-Thru permite 99,9% de eficiência na janela de tensão de entrada Pass-Thru.

3. O modo Pass-Thru responde rapidamente a um pulso de despejo de carga não suprimido de 80 V, limitando a saída aos 16 V máximos programados.3. O modo Pass-Thru responde rapidamente a um pulso de despejo de carga não suprimido de 80 V, limitando a saída aos 16 V máximos programados.

4. O modo Pass-Thru responde a um pulso de manivela a frio (4. O modo Pass-Thru responde a um pulso de manivela a frio (

Quando a tensão de entrada está na janela Pass-Thru, os interruptores superiores – A e D – ligam continuamente, permitindo que a saída rastreie a entrada e a peça entre em um estado de baixa energia com as correntes inativas típicas no VDENTRO e VINP pinos de 4 µA e 18 µA, respectivamente. Nesse estado de não comutação, não há EMI nem perdas de comutação, tornando eficiências superiores a 99,9% alcançáveis (Fig. 5).

5. Na região Pass-Thru, a eficiência atinge quase 100%, em comparação com a eficiência no modo de condução contínua.5. Na região Pass-Thru, a eficiência atinge quase 100%, em comparação com a eficiência no modo de condução contínua.

Baterias automotivas e fontes de energia similares de faixa ampla de tensão são um problema complexo para os projetistas de conversores dc-dc, exigindo recursos de proteção e retorno e aumentam a conversão com alta eficiência. Um controlador síncrono de reforço de impulso com recursos Pass-Thru elimina a complexidade, combinando recursos de proteção com um conversor de reforço de amplo alcance de entrada. O modo Pass-Thru elimina perdas e ruídos de chaveamento enquanto obtém corrente quieta ultra-baixa (Fig. 6). No modo Pass-Thru, a tensão de saída não é regulada no sentido convencional, mas é limitada por uma janela de tensão programável.

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6. O controlador possui corrente quieta ultra baixa na região Pass-Thru.6. O controlador possui corrente quieta ultra baixa na região Pass-Thru.

David Megaw é engenheiro de design sênior e Bruce Haug é gerente de marketing de produtos da Analog Devices Inc.

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