Pagina 19 - EO Power n.1

POWER 1 - APRILE 2013 XIX
DIGITAL CONTROL
nare in assenza di carico. In aggiunta, può essere pro-
gettato per funzionare su un’ampia gamma di tensioni
di input. Sia lo zero-voltage switching sia lo zero-current
switching sono ottenibili su tutto il range operativo.
La prestazione di un convertitore risonante viene misu-
rata da diversi parametri. Il fattore qualità (Q) di un cir-
cuito risonante è un parametro senza dimensione che
descrive la quantità di smorzamento nel circuito. Viene
definito dal rapporto tra la potenza immagazzinata e la
potenza dissipata. Un più elevato Q indica una più stret-
ta banda passante per il circuito accordato.
La qualità è un parametro chiave nel guadagno dei cir-
cuiti accordati, che è anche chiamata il rapporto di con-
versione di tensione o M. Analizzando le famiglie di
curve M generate al variare o del l, la frequenza norma-
lizzata, o di Q, è possibile ottenere una indicazione della
prestazione di un convertitore risonante prima che tutti
i parametri siano stati computati. M è definita come:
M(fsw ) = f ( fn, l, Q)
Dove:
f n = frequenza normalizzata, f/f r
l = rapporto di induttanza, Lr/Lm
Q = qualità, funzione dell’impedenza d’uscita
Come mostrato in figura 2, il circuito LLC per Q come
parametro ha due frequenze di risonanza: una dovuta
alla presenza di Lr e Cr, il condensatore e induttanza se-
riali a 0.5; e la seconda dovuta all’induttanza parallela,
Lm. Lr e Cr hanno una frequenza di risonanza a fn = 1
(fr) e Lm + Lr e Cr hanno una frequenza di risonanza a
fn ~ 0.5.
Le differenti modalità operative del LLC includono: al-
la risonanza; al di sotto della risonanza; al di sopra della
risonanza.
Alla risonanza, i MOSFET vengono commutati alla fre-
quenza di risonanza entro una timing window molto
stretta, come determinata dai componenti selezionati,
per produrre perdite molto basse.
Sotto la risonanza, il comportamento del circuito è si-
mile a quella alla risonanza, ma la corrente del circuito
accordato è limitata dalla corrente di magnetizzazione
per una porzione del ciclo. Se i MOSFET sono usati per
rettificazione sincrona nel secondario in sostituzione dei
diodi, i gate devono essere commutati in off al momento
giusto. Questo solitamente richiede tecniche di rileva-
mento di corrente, come la misurazione della caduta di
tensione attraverso i MOSFET.
Sopra la risonanza, anziché essere limitato dalla corren-
te di magnetizzazione, la corrente del circuito accordato
è più alta della corrente di magnetizzazione. In quest’a-
rea, gli switch sincroni possono essere posti su on e off
contestualmente agli switch primari per semplificare il
controllo.
Per l’utilizzo di zero-voltage switching, le forniture di
LLC risonanti hanno intrinsecamente bassa interferen-
za elettromagnetica e radio.
Topologie di digital control per migliorare l’efficienza
Il full digital control della conversione di potenza e le
funzioni di system-management dei convertitori riso-
nanti LLC possono essere facilmente implementati uti-
lizzando le ultime generazioni di DSC.
In aggiunta ai componenti e sezioni mostrate in figura
1, un circuito LLC include ingresso DC, switch network,
Fig. 4 - ZVS dei MOSFET primari
Fig. 5 - Forma d’onda switching per il rettificatore
sincrono