Alimentazione: alcuni suggerimenti (parte 14) – Il convertitore SEPIC permette di realizzare un efficiente alimentatore di polarizzazione

Dalla rivista:
Elettronica Oggi

 

Il SEPIC ha numerose caratteristiche che lo rendono più interessante di un flyback non isolato. Le oscillazioni del MOSFET e del raddrizzatore di uscita vengono controllate per ridurre l’interferenza elettromagnetica e lo stress di tensione. In molti casi, ciò permette di usare componenti funzionanti a tensioni più basse, che possono essere meno costosi e più efficienti. Inoltre, un SEPIC multiuscita migliora la regolazione incrociata tra le uscite e ciò potrebbe eliminare la necessità di una regolazione lineare.

Fig. 1 – Un convertitore SEPIC multiuscita

La figura 1 mostra un convertitore SEPIC che, analogamente a un flyback, ha un numero di parti minimo. In realtà, questo circuito diventa un flyback se si rimuove il condensatore di clamping C1, che fissa la tensione dei dispositivi a semiconduttore ai quali è collegato. Quando il MOSFET conduce, la tensione inversa su D1 è fissata dal condensatore attraverso il MOSFET; quando quest’ultimo è aperto, la tensione di drain aumenta finché D1 non conduce. Durante il tempo in cui l’interruttore è aperto, la sua tensione di drain è fissata da C1 attraverso D1 e C2. Un convertitore SEPIC con più uscite vincola i rapporti di spire degli avvolgimenti. Uno degli avvolgimenti secondari deve avere un rapporto di 1:1 rispetto al primario e C1 deve essere collegato a tale avvolgimento. Nel circuito esemplificativo illustrato nella figura 1, l’avvolgimento a 12 V ha un rapporto 1:1, ma si sarebbe anche potuto utilizzare l’avvolgimento a 5 volt.

 

Fig. 2 – Il SEPIC riduce drasticamente l’interferenza elettromagnetica e lo stress di tensione

 

 

 

Inoltre, le oscillazioni ad alta frequenza (>5 MHz) creerebbero problemi per il filtraggio dell’interferenza elettromagnetica. È stata misurata la regolazione incrociata dei due circuiti, che è risultata sostanzialmente migliore per il SEPIC. In entrambi, con l’uscita a 5 volt mantenuta a 5,05 volt, i carichi sono stati fatti variare da zero al valore massimo e la tensione di ingresso è stata impostata a 12 o 24 volt. Con il SEPIC, la tensione di uscita è rimasta costante a 12 volt entro una banda di regolazione del 10%, mentre con il flyback ha raggiunto 30 volt (ingresso di linea alto, carico nullo sui 12 volt, massimo carico sui 5 volt). L’efficienza era identica per le due configurazioni, ma avrebbe potuto essere migliore per il SEPIC se i componenti di alimentazione fossero stati selezionati coerentemente con gli stress di tensione più bassi.

Riepilogando, il SEPIC è un convertitore di notevole utilità per alimentatori non isolati: fissa lo stress di tensione del MOSFET a un valore uguale alla somma delle tensioni di ingresso e di uscita ed elimina l’interferenza elettromagnetica che invece si genera in un flyback. Lo stress di tensione ridotto può consentire l’utilizzo di componenti funzionanti a tensioni inferiori. In tal modo si ottiene un alimentatore più efficiente e meno costoso, mentre la ridotta interferenza elettromagnetica semplifica le prove di conformità del prodotto finale. Infine, se configurato come alimentatore a uscita multipla il SEPIC migliora la regolazione incrociata rispetto a un flyback.

L’argomento del prossimo numero sarà un semplice ed economico driver per LED.

Bibliografia
“No need to fear: SEPIC outperforms the flyback,” John Betten and Robert Kollman, Power Management DesignLine, January 25, 2006.
Per leggere numeri precedenti della rubrica “Suggerimenti sull’alimentazione” di Robert Kollman:
www.eo-web.it/webexclusive
Per ulteriori informazioni su questa e altre soluzioni per gli alimentatori, visitare: www.ti.com/power-ca
Per contattare Robert Kollman: [email protected]

Robert Kollman, Texas Instruments

Contenuti correlati

• 
  Nuovi alimentatori industriali e accessori da Recom

  Recom  sarà presente a SPS Italia, a Parma dal 26 al 28 maggio 2026 (stand 5-D058) anche con la gamma di alimentatori Racpro1. Si tratta di unità AC/DC industriali per installazione su guida DIN che combinano un...
• 
  Nuovi alimentatori wall-mount da XP Power

  La serie AMF60 di XP Power è composta da alimentatori AC-DC da 60W di tipo Wall-Mount, utilizzabili per applicazioni mediche, di home healthcare e industriali. Una peculiarità di questi dispositivi è il grado di protezione IP42 per...
• 
  TI: nuovi moduli di alimentazione

  I nuovi moduli di alimentazione isolati UCC34141-Q1 e UCC33420 di Texas Instruments (TI) si basano sulla tecnologia IsoShield dell’azienda, una soluzione proprietaria sviluppata per package multichip. Questi nuovi componenti -sottolinea il produttore- offrono una potenza maggiore in spazi...
• 
  TI e Nvidia per le architetture di alimentazione a 800 V

  Texas Instruments (TI) e Nvidia hanno annunciato un’architettura di alimentazione a 800 V progettata per supportare la visione di Nvidia per i data center AI. Il produttore sottolinea che la sua architettura di alimentazione a 800 VCC...
• 
  Due nuove famiglie di MCU con NPU da TI

  Le MCU MSPM0G5187 e AM13Ex sono due nuove famiglie di microcontroller di Texas Instruments (TI). Questi dispositivi integrano le unità di elaborazione neurale (NPU) TinyEngine di TI, un acceleratore hardware dedicato per MCU in grado di ottimizzare...
• 
  TDK-Lambda: alimentatori industriali compatti 1U da 3500W

  Gli alimentatori industriali TDK-Lambda HFE3500 sono unità caratterizzate da una potenza di 3500 W e possibilità di installazione su rack. Ogni rack da 19″ con altezza 1U può ospitare fino a quattro alimentatori per erogare fino a...
• 
  Bel Fuse amplia la gamma di alimentatori esterni

  Bel Fuse ha presentato le serie di alimentatori esterni SWI6D e SMI6D, caratterizzati da potenze da 5W a 6W, come parte del portafoglio prodotti di CUI. Si tratta di adattatori disponibili in versione con presa sia fissa che...
• 
  TI: il futuro dell’IA a embedded world 2026

  All’edizione 2026 di embedded world, Texas Instruments (TI)  sarà presente con i suoi prodotti per l’elaborazione analogica ed embedded, software e un ecosistema di strumenti di sviluppo. In particolare, saranno presenti le innovazioni in ambito IA e...
• 
  Conrad presenta gli alimentatori da laboratorio di Voltcraft

  Conrad Electronic  ha aggiunto alla sua offerta i nuovi alimentatori da laboratorio ad alte prestazioni di Voltcraft. Il produttore ha sviluppato sei modelli della serie VSPP, in grado di offrire tensioni in uscita fino a 600 VDC...
• 
  TDK-Lambda: alimentatori trifase da 4500W

  I nuovi alimentatori industriali TDK-Lambda TPS4500, a singola o doppia uscita, offrono una potenza nominale di 4500 W e possono essere utilizzati per applicazioni come  apparecchiature di test e misura, produzione di semiconduttori, stampanti, dispositivi laser e...