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- ELETTRONICA OGGI 430 - SETTEMBRE 2013
COVERSTORY
I
l gap di tensione sempre più ampio
tra il bus di sistema e la potenza in
ingresso dei processori digitali pongono
una serie di problemi di progettazione
in termini di alimentazione, sicurezza e
dimensioni della soluzione. Il convertitore
DC/DC step-down non isolato a stadio
singolo eventualmente utilizzato deve
operare con un timing PFM/PWM molto
preciso. Eventi di picco in ingresso
sollecitano ulteriormente il convertitore
DC/DC, creando un altro rischio di
sovratensione per il carico. Condensatori sbagliati
o contraffatti inseriti nella produzione possono
provocare escursioni della tensione di uscita
maggiori dei valori nominali del carico e comportare
il rischio che l’FPGA, l’ASIC o il microprocessore
prendano fuoco. In base all’entità del danno, può
risultare difficile individuare la causa principale, per
non parlare degli elevati costi, dei tempi di inattività
e del danno di immagine.
Occorre quindi pensare a un piano di riduzione dei
rischi da sovratensione, mirato a ridurre al minimo
i costi e i problemi a carico dei clienti. I tradizionali
schemi di protezione contro le sovratensioni che
comportano l’uso di un fusibile non sono adatti
per gli FPGA, gli ASIC e i microprocessori moderni,
soprattutto quando il rail di tensione a monte ha
un valore nominale di 24V o 28V. È stata creata
una nuova soluzione che combina un regolatore
di commutazione DC/DC da 10A e 38V nominali
con alcuni circuiti che garantiscono protezione da
diverse condizioni di guasto, tra cui la sovratensione
in uscita. Oggi un solo dispositivo compatto è in
grado di fornire la potenza e la protezione necessarie
ai dispositivi logici digitali più avanzati.
L’importanza di un timing preciso del commutatore
aumenta con tensione e picchi in ingresso
Ove esista un ampio differenziale tra la tensione
in ingresso e la tensione in uscita desiderata,
si preferisce l’uso di regolatori di commutazione
DC/DC per la loro efficienza elevata. Per creare
una soluzione di piccole dimensioni la scelta più
ovvia è un convertitore di commutazione step-
down non isolato, che funziona a una frequenza
abbastanza elevata da consentire la riduzione
delle caratteristiche dimensionali dei componenti
magnetici di potenza e dei condensatori di
filtraggio. Ma un convertitore di commutazione
DC/DC di questo tipo deve funzionare con duty
cycle del 3%, il che comporta un timing PWM/PFM
Tensioni del bus intermedio di 24V~28V
nominali sono normali nei sistemi destinati
ai settori industriale, aerospaziale e della
difesa: in questi casi le batterie collegate
in serie possono costituire una fonte di
alimentazione di riserva e architetture di
bus a 12V sono alquanto impraticabili a
causa delle perdite di distribuzione
Willie Chan
Sr. product marketing engineer
Power μmodule products
Linear Technology Corp.
Jason Sekanina
Design Engineer
Power μmodule products
Linear Technology Corp.
RIDUZIONE DEL RISCHIO
DI PROCESSORI E FPGA
Fig. 1 - Circuito di protezione contro le sovratensioni di tipo tradizionale, costitui-
to da un fusibile, un SCR e un diodo Zener
