Projetando com os Módulos de Potência Magi3C da Wurth (ART3895)

Escrito por Newton C Braga

O projeto de fontes chaveadas é hoje fundamental em qualquer tipo de projeto. A Wurth Elektronik disponibiliza para esta finalidade módulos integrados inteligentes (Magnetic Integrated Intelligent IC), integrando de forma compacta fontes de alimentação chaveadas com a necessidade adicional de muito poucos componentes externos. Neste artigo tratamos destes módulos.

A Wurth Elektronik possui vários módulos nesta família que podem ser acessados no endereço http://br.mouser.com/new/Wurth-Electronics/magi3c-power-modules/, mas o nosso destaque é para a documentação sobre o uso geral disponível em: http://br.mouser.com/pdfdocs/Wurth_Selecting_Designing_MagIC_Modules.pdf.

Para os que dominam o inglês na farta documentação nos links acima o leitor poderá encontrar muitas informações sobre os módulos da Wurth.

Na figura 1 temos então o diagrama básico de um módulo numa aplicação típica. Nele temos a comparação entre o uso do módulo e um LDO comum de 1 A.

 

Figura 1 – Comparação de uso
Figura 1 – Comparação de uso

 

Os módulos possuem ainda excelente características de compatibilidade eletromagnética (EMC). A família VDRM (Variable Step Doen Regulator Módule) dispõe de reguladores Buck que contém o circuito de controle, MOSFETs de potência, o indutor de saída e diversos resistores e capacitores discretos num invólucro moldado e substrato de metal.

O invólucro é baseado no padrão da indústria TO-263 e reflete o conceito que permite tratá-los no uso como reguladores lineares. Na figura 2 temos a vista externa desse módulos.

 

Figura 2 – Invólucro
Figura 2 – Invólucro

 

A figura 3 mostra o circuito equivalente interno de um desses módulos.

 

Figura 3 – Funções internas
Figura 3 – Funções internas

 

Observe que mesmo sendo um regulador chaveado , o usuário pode empregá-lo exatamente como faz com um regulador linear, mas com a vantagem de ter muito mais eficiência.

Características importantes que devem ser ressaltadas é a existência de entradas de baixo consumo e de travamento em caso de subtensão.

No caso do shutdown de baixo consumo, basta usar a entrada EM levando-a ao nível baixo. E, para o caso de subtensão, pode-se programar o valor em que ele atua através de um divisor resistivo.

Os módulos contam ainda com o recurso soft-start (partida suave). Com ele, ao se estabelecer a alimentação a tensão de saída se ajusta de modo que a corrente na carga não tenha picos perigosos.

A família de módulos da Wurth contém produtos com correntes na faixa de 1,0 a 5,0 ampères e frequências de chaveamento de 200 a 950 kHz. Informações adicionais sobre cada produto podem ser obtidas nos links fornecidos. As tensões variam entre 0,8 e 24 V.

Os gráficos abaixo mostram a eficiência dos módulos para tensões de saída de 5 V e com entradas de 12 V e de 24 V.

 

Figura 4 – Eficiência dos módulos
Figura 4 – Eficiência dos módulos

 

Completamos este artigo com um projeto de exemplo, para um regulador com tensões de entrada de 15 V a 24 V e uma saída de 12 V x 3 A, obtido da própria documentação da Wurth Elektronik.

 

Figura 5 – Exemplo de projeto
Figura 5 – Exemplo de projeto

 

Na documentação também pode ser encontrados detalhes de todos os procedimentos necessários à realização de um projeto prático.

Os módulos MagI3C da Wurth Elektronik podem ser adquiridos na Mouser Electronics .