Módulo de potencia TPS63020 Buck con baja ondulación 2.5V-5V

Análisis general del producto

Llevo años integrando electrónica en montajes tácticos y de supervivencia, y la alimentación estable es uno de esos puntos críticos que separan un equipo fiable de un dolor de cabeza en mitad del campo. El módulo TPS63020 de SZFYDOSH es un conversor buck-boost compacto diseñado para trabajar con baterías de litio, y lo he probado en varios montajes propios: desde un sistema de registro de datos meteorológicos para rutas de larga distancia hasta la alimentación de una radio portátil modificada. Su principal atractivo es que mantiene una tensión de salida estable aunque la batería caiga por debajo del voltaje nominal, algo que con un regulador lineal o un buck convencional simplemente no ocurre.

Calidad de materiales y construcción

El módulo mide apenas 18 × 12 × 4 mm, lo que lo hace realmente discreto. En las manos se nota que el PCB es de una sola cara con componentes CMS soldados de fábrica. La soldadura que he observado bajo lupa es consistente, sin puentes ni excesos de estaño, lo cual habla bien del control de calidad del fabricante. Los pines están espaciados a 2,54 mm, el estándar de toda la vida, y encajan sin forzar en cualquier breadboard o placa perforada.

El chip TPS63020 en sí es un conocido de Texas Instruments, y eso me da tranquilidad: no estamos ante un ASIC genérico sin documentación, sino ante un circuito con datasheet completo, curvas de eficiencia y notas de aplicación. El fabricante del módulo no añade componentes de más allá de lo estrictamente necesario (inductor, condensadores de entrada y salida, resistencias de feedback), lo que mantiene el perfil bajo pero también significa que no hay protecciones adicionales contra inversión de polaridad en la entrada. Eso corre de tu cuenta.

Funcionalidad y rendimiento en campo

Aquí es donde el módulo demuestra por qué existe. La arquitectura buck-boost permite que, con una batería de litio de 3,7 V nominal, obtengas una salida fija de 5 V incluso cuando la batería ha caído a 3 V o menos. En un buck normal, cuando la entrada se acerca a la salida, el duty cycle se dispara y la regulación se pierde. Con este módulo, esa transición es automática y transparente.

Lo he sometido a pruebas en condiciones reales. En una ruta de tres días por Sierra de Gredos en noviembre, con temperaturas nocturnas rondando los -2 °C, alimenté un datalogger con sensor de humedad y temperatura a través de este módulo configurado a 3,3 V. La batería era una 18650 de 2600 mAh. El módulo arrancó sin problemas en frío y mantuvo la ondulación por debajo de los 10 mV pico a pico que declara el fabricante, lo cual se notaba en la estabilidad de las lecturas del ADC. No hubo caídas de registro ni valores espurios.

En otra ocasión lo integré en una radio Baofeng modificada para alimentación externa, configurando la salida a 4,2 V. Aquí la corriente exigida se acercaba a los 500-600 mA en transmisión. El módulo respondió, pero se calentó de forma perceptible al tacto tras unos minutos de TX continuo. No es un defecto, es física: a esas corrientes la disipación es real y el PCB tan pequeño no tiene mucho cobre para repartir el calor. Para uso intermitente como el habitual en radioafición o comunicaciones tácticas, es suficiente. Para transmisión continua, yo añadiría una zona de cobre ampliada en el diseño de la placa o un pequeño disipador.

La eficiencia declarada de hasta el 96 % en modo buck y 92 % en boost se corresponde con lo que he medido en banco con carga moderada. Eso se traduce directamente en autonomía de batería, y en campo cada minuto extra de radio encendida o de sensor registrando cuenta.

Puntos fuertes y aspectos mejorables

Puntos fuertes:

• Tamaño reducido: 18 × 12 × 4 mm permite integrarlo en cualquier alojamiento sin comprometer espacio para la batería.
• Baja ondulación: Menos de 10 mV p-p es más que adecuado para alimentar ADCs de 12 y 16 bits sin introducir ruido en la señal.
• Protecciones integradas: Sobrecorriente, sobretemperatura y corte por baja tensión. En campo, cuando una batería se agota más de lo previsto, el corte por UVLO evita que la celda de litio se dañe por descarga profunda.
• Versatilidad de tensión: Poder seleccionar entre 2,5 V, 3,3 V, 4,2 V y 5,0 V con solo cambiar las resistencias de feedback da mucha flexibilidad para reutilizar el mismo módulo en distintos proyectos.
• Documentación del chip base: Al usar un TPS63020 de TI, tienes acceso a un datasheet completo y a notas de aplicación que facilitan el diseño.

Aspectos mejorables:

• Gestión térmica limitada: Por encima de 400 mA el módulo se calienta y el PCB tan pequeño no ayuda. Para aplicaciones de corriente sostenida, hay que diseñar la placa padre con cuidado.
• Sin protección de polaridad inversa: Si conectas la batería al revés, adiós módulo. En entornos tácticos con prisas y mala iluminación, un diodo en serie o un MOSFET de protección sería bienvenida.
• Corriente máxima justa: 600 mA continuos está bien para sensores y radios de baja potencia, pero se queda corto para equipos que demanden más, como ciertos módulos GPS de alta tasa o cámaras térmicas portátiles.

Veredicto del experto

El módulo TPS63020 de SZFYDOSH es una solución honesta y bien ejecutada para quien necesita alimentar electrónica sensible desde una batería de litio sin complicaciones. No es el módulo más potente del mercado ni pretende serlo, pero cumple con creces en su rango de aplicación. Para montajes de campo donde la prioridad sea fiabilidad, bajo consumo y tamaño contenido, es una opción que recomiendo sin reservas.

Mi consejo práctico: si vas a integrarlo en un diseño propio, reserva al menos 2 cm² de plano de masa en el PCB para ayudar con la disipación térmica. Añade un condensador cerámico de 10 µF lo más cerca posible de los pines de salida para filtrar cualquier ruido residual. Y nunca, bajo ningún concepto, lo uses sin proteger la polaridad de entrada si el conector de batería no es keyado. Un simple diodo Schottky o un circuito con P-MOSFET te ahorrará más de un susto.

En resumen, es un componente que llevo usando en mis montajes personales y que ha demostrado sobradamente su valía en condiciones de frío, humedad y uso prolongado. No es perfecto, pero en su categoría cumple lo que promete.