Texas Instruments desarrolló un diseño de referencia de convertidor DC-DC automotriz de 300 W construido sobre una topología resonante LLC de medio puente no síncrona. El circuito entrega conversión de potencia aislada para sistemas DC-DC de automoción y opera sobre un rango amplio de entrada en alto voltaje continuo. Está pensado para entregar una salida regulada de 48 V con una corriente máxima de carga de 6,25 A.
¿Qué rangos de entrada y salida maneja?
El convertidor trabaja con un voltaje de entrada de 225 V a 450 V y puede seguir operando hasta bajar a 196 V antes de apagarse. La salida entrega 48 V a un máximo de 6,25 A, lo que da una potencia máxima de 300 W. Esa capacidad de entrada amplia permite que el convertidor LLC atienda sistemas de potencia automotriz que necesitan conversión aislada de alto voltaje a bajo voltaje.
La topología: LLC resonante de medio puente
El diseño usa una topología resonante inductor-inductor-condensador en configuración de medio puente. Su frecuencia de conmutación resonante es nominalmente de 123 kHz y puede moverse entre 70 kHz y 222 kHz a plena carga. La arquitectura resonante busca una conversión eficiente sosteniendo buen desempeño dinámico y una regulación de carga ajustada.
La regulación del lado secundario se implementa con un opto-emulador calificado para automoción, que ayuda a mantener la salida regulada sin los efectos de envejecimiento asociados a los optoacopladores convencionales. Ese detalle no es menor en un vehículo: el diseño alcanza una eficiencia a plena carga superior al 93,5%.
¿Qué entrega Texas Instruments junto al diseño?
Texas Instruments probó el diseño de referencia y publica los recursos completos de ingeniería:
- Informe de pruebas
- Lista de materiales
- Plano de ensamblaje
- Archivos CAD y CAE
- Archivos Gerber
- Datos de trazado de la placa (PCB layout)
- Esquemáticos
La placa completamente ensamblada está destinada a pruebas y validación de desempeño, y no está a la venta. La idea es que un equipo de ingeniería evalúe la arquitectura LLC de medio puente y desarrolle sobre ella su propio sistema DC-DC aislado. La documentación está disponible en la ficha del diseño PMP31342.
Ficha rápida del PMP31342
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Potencia de salida | 300 W |
| Rango de entrada | 225 V a 450 V (opera hasta 196 V) |
| Salida | 48 V, hasta 6,25 A |
| Topología | LLC resonante, medio puente no síncrono |
| Frecuencia resonante nominal | 123 kHz |
| Rango de frecuencia a plena carga | 70 kHz a 222 kHz |
| Eficiencia a plena carga | Superior a 93,5% |
| Regulación del secundario | Opto-emulador calificado para automoción |
¿Por qué 48 V y por qué importa acá?
La cifra de 48 V no es arbitraria. Es la tensión de la red auxiliar que la industria automotriz adoptó para alimentar cargas que la clásica batería de 12 V ya no da abasto para mover: dirección electroasistida, compresores de aire acondicionado eléctricos, suspensión activa y sistemas de arranque y generación. Un vehículo híbrido o eléctrico lleva un bus de tracción de varios cientos de volts, y ese es justamente el rango de entrada que cubre este diseño.
Para el mercado chileno y latinoamericano el ángulo es más de servicio técnico que de fabricación: la electromovilidad que entra al país por buses del transporte público y flotas comerciales trae exactamente esta clase de convertidores a bordo. Contar con un diseño de referencia documentado, con esquemáticos y lista de materiales abiertos, es material de estudio directo para quien tenga que diagnosticar o reparar una etapa de potencia de 300 W en terreno.
En un banco de trabajo, replicar la medición no exige un laboratorio automotriz completo: una fuente de alto voltaje programable, una carga electrónica capaz de absorber 6,25 A en 48 V y un osciloscopio con sonda diferencial aislada bastan para verificar la eficiencia declarada y el comportamiento de la frecuencia resonante bajo carga.
