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Power
POWER 11 - GIUGNO/LUGLIO 2016
La domanda di sorgenti a tensione elevata continua a
crescere, soprattutto in applicazioni in cui vengono usa-
te per la polarizzazione dei fotodiodi a valanga (APD)
dei ricevitori ottici, per pilotare le lampade del flash del-
le foto/videocamere o per caricare condensatori ad alta
capacità. Di conseguenza, in apparecchi alimentati a bat-
teria, in cui la tensione disponibile in ingresso è bassa,
sono necessari convertitori c.c./c.c. step-up o boost per
generare tensioni molto più alte di quelle in ingresso.
Per risolvere queste problematiche, aziende come
Ana-
log Devices
,
Linear Technology
,
Maxim Integrated Pro-
ducts
e
Micrel Inc.
, hanno realizzato convertitori boost
con tensioni di uscita di 70V e superiori.
Questo articolo esamina tali soluzioni e illustra le topolo-
gie e le tecniche utilizzate da ciascuna di queste aziende
per aumentare le tensioni di uscita con rapporti di 10:1
o superiori, al fine di generare alte tensioni in c.c. da
ingressi c.c. molto bassi, come accade sempre più di fre-
quente con l’aumentare di dispositivi portatili alimentati
a batteria.
Alti rapporti di boost
Nella nota applicativa AN-1126 di Analog Devices, Inc.
(ADI),
[1]
sono riportate diverse topologie di convertito-
re c.c./c.c. per ottenere rapporti di boost elevati (>10:1).
Tra queste si possono annoverare il boost semplice, il bo-
ost moltiplicato tramite pompa di carica e tramite indut-
tore di boost con presa intermedia, come illustrato nella
figura 1. Sebbene vi siano molti vantaggi con ciascuna
topologia, queste tecniche evidenziano svantaggi signi-
ficativi quando si tratta di fornire molta potenza a eleva-
ti rapporti di boost. Per evitare complicazioni in fase di
progetto, tali inconvenienti devono essere valutati molto
attentamente dal progettista dell’applicazione interessa-
ta.
Secondo la nota applicativa di ADI, un boost semplice,
sebbene molto efficiente se usato con rapporti di boost
da bassi a moderati, in caso di aumento del valore del
rapporto sottopone il MOSFET Q1 a sollecitazione a ele-
Rich Miron
Technical Content Team
Digi-Key
Topologie di convertitori c.c./c.c.
con rapporti di boost elevati
Un’analisi delle topologie e delle tecniche utilizzate per innalzare le tensioni di uscita
con rapporti di 10:1 o superiori, al fine di generare alte tensioni in c.c. da ingressi c.c.
molto bassi, una situazione sempre più frequente con l’aumentare di dispositivi portatili
alimentati a batteria
Fig. 1 – Tradizionalmente, le topologie per ottene-
re rapporti di boost relativamente elevati (>10:1)
includono boost semplice (a), boost moltiplicato a
pompa di carica (b) e induttore di boost con presa
intermedia (c) (per gentile concessione di Analog
Devices)