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EO POWER - OTTOBRE 2022 XVIII Power Topologie e tecniche per la conversione DC/DC: un’introduzione Mark Patrick Mouser Electronics Per molte apparecchiature elettroniche, sia che si tratti di un complesso sistema di infotainment oppure di un semplice sensore IIoT alimentato a batteria, è necessario effettuare una conversione di potenza di qualche tipo. Tuttavia, per la conversione di potenza DC/DC e AC/DC è possibile scegliere tra varie topologie di commutazione e la selezione dipende in larga misura dai livelli di tensione richiesti e dall’entità della potenza necessaria In questo articolo vengono analizzati i concetti base del- la conversione di potenza, compresi gli aspetti legati all’isolamento e alla regolazione della tensione. Inoltre, verranno esaminate alcune delle topologie più diffuse da utilizzare in progetti basati su componenti discreti o moduli. La conversione di potenza è un’operazione che avviene nella maggior parte dei prodotti tecnologici di uso quoti- diano. Uno smartphone, molto verosimilmente, sarà ali- mentato da una batteria a ioni di litio con una tensione di uscita nominale di 3,7 V. I dispositivi presenti all’interno dello smartphone, opereranno invece con livelli di ten- sione superiori o inferiori, i cui valori sono solitamente pari a 1,8, 3,3 e 5 V. Per convertire la tensione di uscita nominale della batteria nel livello di tensione richiesto si adottano tecniche di conversione della potenza. An- che nelle più semplici batterie esterne (power bank) USB usate da milioni di persone per ricaricare smartphone, auricolari e una miriade di dispositivi portatili quando sono in movimento, è prevista la conversione di potenza. Esse utilizzano la classica cella a sacchetto (pounch cell) che fornisce un’uscita nominale di 3,7 V: in questo caso le tecniche di conversione di potenza vengono utilizzare per aumentare questa tensione al valore richiesto di 5 V. Per apparecchiature elettroniche di maggiori dimensio- ni, come altoparlanti “intelligenti”, apparecchi televisivi o altri elettrodomestici, è necessario convertire la ten- sione di rete a un livello di tensione adeguato. In questo caso si utilizzano adattatori di potenza AC/DC e tecniche di conversione DC/DC. In passato si ricorreva al meto- do lineare che aveva un duplice svantaggio: richiedeva componenti di grandi dimensioni ed era poco efficiente. Sebbene tale metodo venga ancora a volte utilizzato per svolgere alcuni compiti di conversione di potenza DC/DC, Fig. 1 – Schema a blocchi funzionale di un tipico convertitore DC/DC (Fonte: Murata)