POWER4 - aprile2014
VIII
Power
un commutatore del primario del convertitore “vedrà”
immediatamenteunacorrentedannosa. Inquestaappli-
cazione potrebbe facilmente fluire una corrente indesi-
deratadi tale ampiezza.
I nuclei di dimensioni maggiori presenti in convertitori
bucko forwarddi potenzapiùelevata sonocaratterizzati
da livelli di saturazione inDCmolto più alti a parità di
induttanze e numero di spire e per potenze elevate è
verosimile che assicurino una protezione più completa
per i commutatori del primario.
I convertitoriflybackoboost isolati, sebbeneconducano
tutta la corrente indesiderata attraverso i secondari del
trasformatore prima dell’avviamento, sono immuni in
misuramaggioreal fenomenodella saturazionepoiché i
nuclei con traferro (gapped)oabassapermeabilitàcon-
sentonouna polarizzazione inDCpiù elevata attraverso
gli avvolgimenti. Non bisogna comunque dimenticare
l’influenza sui circuiti auto-oscillanti (self-oscillating)
più semplici. Questi circuiti solitamente hanno bisogno
di un avvolgimento in retroazione per dare avvio all’o-
scillazione. Nel caso il core sia pre-magnetizzato, la re-
troazione sul primo ciclo di commutazione è attenuata
e il circuito può trovarsi bloccato in uno stato danno-
so e ad alta dissipazione a seconda del tempo di salita
della tensioneDC-DCdi ingresso. Questo effetto è stato
riscontrato nel corso dei test eseguiti da Murata Power
Solutions con una corrente di polarizzazione iniziale di
soli 30mA attraverso l’uscita di un convertitore flyback
auto-oscillanteda 2W.
Una soluzione semplice
Fortunatamente esiste una soluzione alquanto semplice
per il problema appena sopra descritto. Appositi diodi,
posizionati ai capi delle uscite del convertitore inmodo
taledaesserepolarizzati inversamentedurante il funzio-
namento normale, possono deviare le correnti poten-
zialmentedannose lontanodai convertitori. Essi devono
essere caratterizzati dauna cadutadi tensionediretta in-
feriore aquelladelle cadutedi tensionedel diodo inter-
noedella resistenzae sono solitamentedi tipoSchottky.
È necessario tenere in considerazione la loro corrente
di dispersione (leakage current) a elevate temperature
in quanto possono provocare una dissipazione di no-
tevole entità in presenza di una tensione inversa conti-
nua di valore elevato. Nel caso i convertitori utilizzino
condensatori al tantalio la tensione di aggancio (clamp
voltage) del diodo parallelo può essere ancora troppo
elevata, per cui è necessario trovare un’alta soluzione:
ad esempio si potrebbe integrare un diodo in uscita in
serieaggiuntivooltreal diodoparallelo. Il diodo in serie
dovrebbe avere una caduta di tensione diretta di valore
assimilabile o inferiore a quella del diodo parallelo in
mododagarantire che il valorenettodi tensione ai capi
del condensatore al tantalio sia sempre positivo. Que-
sto diodo contribuisce ovviamente a ridurre l’efficienza
complessiva e la precisione della tensione di uscita nel
casonon sia utilizzabileuna funzionedi rilevamento re-
moto (remote sensing).
Nei convertitori AC-DC solitamente non esiste un per-
corso chepermetta alla corrente indesideratadi tornare
verso l’alimentatorema è ancorapossibile l’insorgeredi
effetti imputabili alla polarizzazione inversa transitoria
di DC-DC 1 (Fig. 2) nel momento in cui C1 si carica.
Questi effetti possono essere attenuati suddividendo in
due l’elevato valoredel condensatoredi uscita, riparten-
dolo ai capi di ciascuna uscita del convertitore, oltre a
prevedere lapresenzadel diodoparallelo.
BIBLIOGRAFIA
“Reverse voltage behaviour of solid tantalum capacitors”, I.
Bishop and J. Gill, AVX
Fig. 2 – Connessioni in serieper tensioni di uscita
piùelevate
