Guia de Seleção e Técnico para CIs de Fonte de Alimentação Isolada

^{Notícias de 4 de setembro de 2025 — Com a aceleração da Indústria 4.0 e da inteligência automotiva, a demanda por soluções de energia isolada de alto desempenho continua a crescer. O driver de transformador de baixo ruído SN6505BDBVR da Texas Instruments está se tornando um foco da indústria devido ao seu excepcional desempenho de energia isolada. O chip oferece até 1A de capacidade de acionamento de saída, suporta uma ampla faixa de tensão de entrada de 2,25V a 5,5V e permite múltiplas tensões de saída isoladas através de transformadores externos, tornando-o perfeitamente adequado para vários ambientes de aplicação industrial exigentes.}

^{O SN6505BDBVR é um driver de transformador push-pull de baixo ruído e baixa EMI projetado para fontes de alimentação isoladas compactas. Ele aciona transformadores finos com derivação central usando uma fonte de alimentação CC de 2,25V a 5V. Suas características de ruído e EMI ultrabaixos são alcançadas através da taxa de variação controlada da tensão de comutação de saída e da tecnologia de clock de espectro espalhado (SSC). Alojado em um pequeno pacote SOT23 (DBV) de 6 pinos, é adequado para aplicações com espaço limitado. Com uma faixa de temperatura de operação de -55°C a 125°C, ele se adapta a ambientes agressivos. O dispositivo também possui funcionalidade de soft-start para reduzir efetivamente a corrente de irrupção e evitar altas correntes de surto durante a inicialização com grandes capacitores de carga.}

^{1. O SN6505BDBVR demonstra excelente regulação de carga em condições de entrada de 5V, mantendo a tensão de saída estável em uma ampla faixa de carga de 25mA a 925mA, garantindo a operação confiável da fonte de alimentação isolada.}

^{2. O dispositivo atinge uma eficiência de pico superior a 80% na faixa de carga de 300-600mA. Essa conversão de alta eficiência reduz significativamente o consumo de energia do sistema e os requisitos de gerenciamento térmico, proporcionando vantagens para projetos de produtos finais compactos.}

^{1. Fonte de Alimentação e Habilitar: Suporta uma ampla faixa de tensão de entrada de 2,25V a 5,5V. Controle de ligar/desligar via pino EN, com corrente de desligamento abaixo de 1µA.}

^{2. Oscilação e Modulação: Oscilador embutido de 420kHz com tecnologia integrada de clock de espectro espalhado (SSC), reduzindo efetivamente a interferência eletromagnética (EMI).}

^{3. Saída de Energia: Utiliza dois N-MOSFETs de 1A em uma configuração push-pull para acionar diretamente o enrolamento primário do transformador.}

^{4. Proteção Abrangente: Fornece proteção contra sobrecorrente de 1,7A, bloqueio de subtensão e desligamento térmico de 150°C para garantir a segurança do sistema.}

^{5. Controle de Soft-Start: Circuitos embutidos de soft-start e controle de taxa de variação para suprimir a corrente de irrupção e otimizar o desempenho da EMI.}

^{Fluxo de Trabalho Principal}

• ^{A tensão de entrada é fornecida via VCC, e o chip é ativado após o pino EN ser definido como alto.}
• ^{O oscilador (OSC) gera um clock de alta frequência, que é transmitido para a lógica de acionamento após a modulação de espectro espalhado (SSC).}
• ^{O circuito de acionamento controla a condução alternada de dois MOSFETs (operação push-pull), gerando um sinal CA no primário do transformador.}
• ^{O secundário do transformador emite uma tensão isolada, que é retificada e filtrada para alimentar a carga.}
• ^{O circuito de proteção monitora continuamente a corrente e a temperatura, desligando imediatamente a saída em caso de anormalidades.}

^{​Cenários de Aplicação}

^{Arquitetura do Circuito Principal}

^{O circuito de aplicação típica do SN6505BDBVR é mostrado na figura. Ele adota uma topologia push-pull para obter a conversão CC-CA, fornecendo saída de energia isolada através de um transformador. O projeto consiste principalmente nos seguintes componentes:}

^{1. Energia de Entrada: Suporta entrada CC de 3,3V/5V (faixa de 2,25V-5,5V), filtrada com um capacitor eletrolítico de 10μF em paralelo com um capacitor cerâmico de 0,1μF.}

^{2. Núcleo de Acionamento: Aciona o primário do transformador através dos pinos D1 e D2, fornecendo capacidade de saída de 1A com uma frequência de comutação de 420kHz.}

^{3. Retificação e Filtragem: Utiliza um diodo Schottky MBR0520L para retificação, combinado com uma rede LC para filtragem eficiente.}

^{4. Saída Regulada: Opcionalmente integra um LDO TPS76350 para regulação precisa da tensão, obtendo precisão de saída de ±3%.}

^{Análise do Módulo do Circuito Principal}

^{1. Filtragem da Energia de Entrada:}

^{O pino VCC requer um capacitor eletrolítico de 10μF (filtragem de baixa frequência) e um capacitor cerâmico de 100nF (filtragem de alta frequência), colocados o mais próximo possível dos pinos do chip.}

^{2. Acionamento do Transformador:}

^{OUT1 e OUT2 conduzem alternadamente com uma diferença de fase de 180 graus para acionar o enrolamento primário do transformador.}

^{Frequência de comutação: 420kHz para SN6505B, 350kHz para SN6505A.}

^{3. Circuito de Retificação:}

^{Utiliza uma topologia de retificação de onda completa com dois diodos Schottky (MBR0520L).}

^{Requisitos de seleção de diodos: Características de recuperação rápida e baixa queda de tensão direta.}

^{4. Filtragem de Saída:}

^{Rede de filtragem LC, com capacitores recomendados para serem do tipo de baixo ESR.}

^{Ripple de saída: Tipicamente <50mV.}

^{Diretrizes de Projeto e Seleção de Componentes}
 

^{Especificações do Transformador:}

^{Tipo: Transformador com derivação central}

^{Relação de Espiras: Calculada com base nos requisitos de entrada/saída (por exemplo, 1:1,2 para conversão de 5V para 6V)}

^{Corrente de Saturação: >1,5A}

^{Modelos Recomendados: Würth 750315240 ou série Coilcraft CT05}

^{Considerações de Projeto de Aplicação}

^{1. Recomendações de Layout:}

^{Coloque os capacitores de entrada o mais próximo possível dos pinos VCC e GND.}

^{Mantenha os traços do transformador para OUT1/OUT2 curtos e largos.}

^{Mantenha a integridade do plano de terra.}

^{2. Gerenciamento Térmico:}

^{Certifique-se de que a temperatura ambiente permaneça abaixo de 85°C durante a operação contínua em carga total.}

^{Adicione folha de cobre para dissipação de calor, se necessário.}

^{3. Otimização de EMI:}

^{Utilize o recurso de clock de espectro espalhado (SSC) integrado do chip.}

^{Adicione adequadamente circuitos snubber RC.}

^{Esquerda: Diagrama de Blocos do Módulo}

^{O diagrama ilustra os módulos funcionais principais e o fluxo de sinal dentro do chip SN6505. As funções de cada seção são as seguintes:}

^{1. OSC (Oscilador): Gera o sinal de oscilação original (frequência foscfosc​), servindo como a "fonte de clock" para todo o circuito.}

^{2. Divisor de Frequência: Divide o sinal de saída do oscilador para gerar dois sinais complementares (rotulados S‾S e SS), fornecendo a temporização fundamental para a lógica de controle subsequente.}

<sup>3. Transistores de Saída (Q1Q1​, Q2Q2​): Controlados por G1G1​ e G2G2​ para obter "condução/corte alternados", emitindo, em última análise, sinais de D1D1​ e D2D2​.
4. Energia e Terra (VCCVCC​, GND): Fornecem energia operacional e terra de referência para o chip.</sup>

^{Direita: Diagrama de Temporização de Saída}

^{O gráfico do lado direito usa o tempo como eixo horizontal para mostrar os estados de condução/corte de Q1Q1​ e Q2Q2​ ao longo do tempo. O ponto-chave é entender a manifestação de "Break-Before-Make":}

^{1. No diagrama de temporização, as formas de onda azul e vermelha correspondem aos sinais de controle (ou estados de condução) de Q1Q1​ e Q2Q2​, respectivamente.}

^{2.A observação ao longo do eixo do tempo revela que Q2Q2​ só liga ("Q2Q2​ ligado") depois que Q1Q1​ está completamente desligado ("Q1Q1​ desligado"); de forma semelhante, Q1Q1​ só liga depois que Q2Q2​ está completamente desligado.}

^{3. Esta sequência de temporização de "quebrar um antes de fazer o outro" é uma manifestação direta do princípio "Break-Before-Make", evitando efetivamente falhas causadas pela condução simultânea de ambos os transistores.}

^{O SN6505BDBVR estabelece um novo padrão para o projeto de fontes de alimentação isoladas industriais com sua alta frequência de comutação de 420kHz, eficiência de conversão superior a 80% e excelente desempenho de EMI. Seu pacote SOT-23 compacto e recursos altamente integrados simplificam significativamente o projeto do circuito periférico, ao mesmo tempo em que melhoram substancialmente a confiabilidade do sistema e a densidade de potência. A demanda por fontes de alimentação isoladas eficientes e miniaturizadas continuará a crescer.}

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