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El producto de una ecuación muy compleja

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LM2576: fuente switching de bolsillo

Posted by Rodrigo G. on 23rd October 2006

Fuente switchingResulta que en mi trabajo necesitaba diseñar una fuente continua que entregara 5 volts, 3 amperes de salida y fuera alimentada con entre 12 y 24 volts a la entrada. La misma debía ser muy estable (es decir, regular muy bien), ya que se usará para alimentar una impresora térmica, las cuales para funcionar correctamente requieren un pico de corriente de amplitud algo alta, es decir, mucha corriente en un lapso de tiempo breve.

Estaba claro que el viejo y siempre fiel regulador lineal LM7805 no me iba a servir, ya que estos normalmente entregan hasta 1A. Cuentan leyendas urbanas que algunos avezados técnicos les dan llegado a sacar 1.5A, pero estimo que usando un disipador del tamaño de un estadio de futbol :)

Entonces decidí que diseñaría una fuente switching DC-DC, las cuales por definición son más eficientes que las lineales, ocupan menos espacio, pero claro, más complejas de diseñar y más caras, o por lo menos estos eran conceptos que me habían quedado en mi paso por la Universidad. Pero estos prejucios se derrumbaron cuando me topé con este integrado: el LM2576 de National Semiconductors.

Tiene un encapsulado parecido al de un LM7805, pero con más pines. Si no se presta atención son fáciles de confundir. La hoja de datos del LM2576 incluye una guía paso a paso para diseñar la fuente switching que se requiere. A partir de esta guía se obtiene la BOM (bill of materials) completa, es decir todos los componentes necesarios con los códigos del fabricante incluidos. Todo lo que tuve que hacer fue poner estos códigos en Digikey, comprar los componentes y sentarme ansioso a esperar que llegaran.

Una vez que tuvimos el paquete de TNT en nuestras manos, armamos la fuente en un tris. Después de pruebas exhaustivas debo decir que la fuente anduvo perfecta. Entregó los 3A en forma continua, la máxima corriente que el fabricante garantiza, claro que el encapsulado del integrado se calentó un poquito (llegó a los 80ºC), pero no explotó, lo cual no es poco :) Esto se podría solucionar con un disipador más grande o ventilación forzada. Algo en lo que se debe tener mucho cuidado (y esto la hoja de datos lo señala) es que todas las líneas de tierra en el PCB deben ser lo más cortas posibles y unirse SOLAMENTE en un punto. Se degrada bastante el rendimiento si esto no se cumple. Pero bastante, debido a inductancias parásitas y realimentaciones espúreas.

La fuente es algo más cara que una armada con un regulador lineal, pero también entrega el triple de corriente y, por ende, el triple de potencia, algo a tener en cuenta a la hora de decidir por cual diseño volcarse: switching o lineal. Haciendo algo de futurología, se puede pensar que estas mini fuentes switching con el paso del tiempo se volverán cada vez más populares. Tienen varios puntos a su favor, y desde ya, mi bendición ;)

PD: ya era hora que posteara algo en esta categoría, no? :D

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