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Convertidor buck e inductor

Un regulador conmutado que reduce una tensión alta (12–24 V) a 3.3 V de forma eficiente, usando un inductor. Necesario cuando un LDO se calentaría demasiado.

Qué hace#

Un convertidor buck conmuta su entrada muy rápido (1.1 MHz en el AP63203) sobre un inductor; el inductor y los condensadores de salida lo suavizan en una tensión más baja y estable. La eficiencia suele ser del 85–90 %, así que 12 V → 3.3 V a 500 mA desperdicia unos 0.25 W en lugar de los 4.4 W del LDO.

El AP63203WU es un componente de 3.3 V fijos: 3.8–32 V de entrada, hasta 2 A de salida, en TSOT-23-6.

Circuito de ejemplo: 12 V de entrada en J1. 10 µF + 100 nF en IN, EN unido a IN, 100 nF de BST a SW, 4.7 µH, dos de 22 µF en 3V3. FB va directo a la salida.
12 V de entrada en J1. 10 µF + 100 nF en IN, EN unido a IN, 100 nF de BST a SW, 4.7 µH, dos de 22 µF en 3V3. FB va directo a la salida. Abre el ejemplo buck_ap63203 de esta página en PCB Canvas: «Insertar en mi esquemático».

El diseño de la placa importa más que el esquemático#

  • Condensador de entrada justo en IN y GND: es el lazo caliente. Mantenlo minúsculo.
  • Nodo SW corto y pequeño: es una onda cuadrada rápida que radia.
  • FB desde el condensador de salida, lejos del inductor.
  • Un relleno de masa continuo bajo todo el bloque.

El inductor#

Elige el valor según la hoja de datos (3.9–4.7 µH aquí) y una corriente de saturación por encima de la corriente de pico (el SWPA4030 de 4.7 µH del catálogo admite 2 A). Un inductor pequeño 0805 se saturará y se sobrecalentará con estas corrientes.

Errores comunes#

  • Los condensadores cerámicos de entrada pierden capacidad a 12 V+: usa componentes de 25 V.
  • Conectar 24 V en caliente a través de un cable largo puede oscilar hasta el doble de la tensión; un máximo de 32 V deja poco margen a 24 V. Añade un TVS en entradas de 24 V.
  • Carga ligera: muchos buck saltan pulsos con carga ligera (rizado audible o visible); es normal.

Huella#

Todos los componentes son SMD y JLCPCB los puede montar (extended). Soldar a mano el TSOT-23-6 no da problemas; el inductor necesita un soldador bien caliente.