O usuário seleciona o tipo desejado com base em diferentes parâmetros, como faixa de tensão de entrada, faixa de tensão de saída, corrente máxima de saída e muitos outros. Este artigo apresenta o modo atual, um recurso importante comumente encontrado em folhas de dados, e descreve as vantagens e desvantagens desse modo.
Reguladores de modo atual explicados
A Figura 1 mostra o princípio básico de funcionamento de um regulador de modo corrente. Aqui, não apenas a tensão de realimentação é comparada à tensão de referência interna, mas também é comparada à rampa de tensão dente de serra usada para gerar o sinal PWM necessário para a comutação de energia. Em um regulador de modo de tensão, a inclinação desta rampa é fixa. Nos reguladores de modo de corrente, a inclinação depende da corrente do indutor e é calculada a partir da medição de corrente no nó de comutação mostrado na Figura 1. Aqui está a diferença entre os reguladores de modo de corrente e os reguladores de modo de tensão. Os reguladores de modo atual oferecem várias vantagens. A primeira é que a corrente do indutor se ajusta instantaneamente com as mudanças na tensão de entrada (VIN na Figura 1). Portanto, as informações sobre a mudança de tensão de entrada são alimentadas diretamente na malha de controle, mesmo antes que a tensão de saída (VOUT na Figura 1) rastreie a detecção de tal mudança na tensão de entrada.
Figura 1. O princípio básico de funcionamento de um regulador de modo corrente.
As vantagens da tecnologia de controle de modo de corrente são tão óbvias que a maioria dos CIs reguladores de comutação no mercado usam esse princípio de operação de controle de modo de corrente.
Outra vantagem importante é a compensação simplificada da malha de controle. O diagrama de transmissão de um regulador de modo de tensão mostra um pólo duplo; em contraste, um regulador de modo de corrente gera apenas um único pólo no estágio de potência, produzindo uma mudança de fase de 90 graus em vez da mudança de fase de 180 graus de um pólo duplo. Portanto, é mais fácil compensar um regulador de modo de corrente e é mais estável. A Figura 2 mostra uma função de conversão simples para o estágio de potência de um regulador de modo de corrente típico.
Figura 2. Compensação de malha de controle simplificada implementada pelo controle em modo corrente usando um diagrama de Porter mostrando apenas um único polo no estágio de potência.
No entanto, além das vantagens mencionadas, o regulador também apresenta desvantagens. Após a transição de comutação, o regulador do modo de corrente não pode implementar imediatamente a medição de corrente necessária, porque se a medição for realizada neste ponto, os resultados da medição conterão muito ruído. É necessário esperar alguns nS para que o ruído induzido pela comutação diminua. Este tempo é chamado de tempo de desvanecimento. Isso geralmente resulta em um tempo mínimo um pouco mais longo do que o tempo mínimo dos reguladores de modo de tensão. Outra desvantagem dos reguladores de modo corrente é seu potencial de gerar oscilações sub-harmônicas. Isso é mostrado na Figura 3. Se o ciclo de trabalho necessário for maior que 50 por cento, o regulador do modo de corrente pode alternar entre pulsos curtos e longos. Em muitas aplicações, isso é considerado instável e precisa ser evitado. Para evitar essa instabilidade, alguma compensação de rampa pode ser adicionada à rampa de corrente gerada mostrada na Figura 1. Isso permite que o limite do ciclo de trabalho crítico seja ajustado bem acima de 50 por cento, garantindo que oscilações sub-harmônicas não ocorram mesmo em ciclos de trabalho mais altos.
Figura 3. Tensão do nó chaveado: oscilações subharmônicas com um regulador em modo corrente.
Mesmo essas limitações mencionadas anteriormente (causadas pelo tempo de desvanecimento e suas limitações resultantes do ciclo de trabalho) podem ser contornadas pelo projeto do IC. Uma solução, por exemplo, é usar a detecção de corrente do lado baixo, medindo a corrente do indutor durante o desligamento, em vez de durante a ligação.
Conclusão
Em resumo, as vantagens dos reguladores de comutação de modo de corrente superam suas desvantagens na maioria das aplicações. Além disso, as desvantagens podem ser contornadas por várias inovações e melhorias do circuito. Portanto, hoje, a maioria dos CIs reguladores de comutação usa controle de modo de corrente.
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