Por que uma fonte de tensão real deve ser considerada ao projetar uma fonte de alimentação confiável?

Por exemplo, uma faixa de tensão de entrada típica para uma tensão de alimentação de 12V é de 8V a 16V.

No entanto, ao projetar um conversor DC-DC, não é suficiente considerar apenas os valores mínimos e máximos de tensão de entrada. A Figura 1 mostra um conversor de buck com um interruptor na entrada positiva. Esse interruptor pode ser ligado ou desativado. A velocidade de comutação deve ser o mais alta possível, para que as perdas de comutação sejam baixas. No entanto, isso faz com que uma corrente pulsada flua na linha de energia. Nem toda fonte de tensão pode fornecer essas correntes pulsadas sem problemas. Portanto, a tensão na entrada do regulador de comutação cai. Para minimizar isso, um capacitor de backup precisa ser usado na entrada de energia.
A Figura 2 mostra o circuito da Figura 1, mas desta vez mostrando os elementos parasitários da linha de energia e a própria fonte de tensão. A resistência interna da fonte de tensão, a indutância e resistência das linhas de fonte de alimentação e qualquer limitação de corrente são as principais características da fonte de tensão que devem ser consideradas para que um regulador de comutação funcione corretamente. Na maioria dos casos, a seleção adequada dos capacitores de entrada garantirá a operação adequada do circuito. A primeira abordagem deve ser usar o valor do capacitor recomendado para CIN na folha de dados do regulador de comutação. No entanto, se a fonte de tensão ou a linha de energia exibir características especiais, é viável simular uma combinação de uma fonte de tensão e um regulador de comutação.

A Figura 3 mostra o circuito de simulação para o conversor ADP2360 BUCK. Uma tabela simplificada para gerar a tensão de entrada no uso de uma fonte de tensão ideal é mostrada aqui. Como nenhum resistor interno é definido para a fonte de tensão e não são fornecidos valores parasitários para as linhas de energia entre a fonte de tensão e o regulador de comutação, a tensão definida é sempre aplicada ao pino VIN do ADP2360. Portanto, nenhum capacitor de entrada precisa ser adicionado. No entanto, no mundo real, a troca de reguladores sempre exige capacitância de entrada porque a fonte de tensão e as linhas de energia não são ideais. Se um ambiente de simulação como LTSPICE também for usado para examinar o comportamento de diferentes capacitâncias de entrada, uma fonte de tensão com resistência interna e uma linha de alimentação com parasitas resistentes e indutivas deve ser usada.

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