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- ELETTRONICA OGGI 430 - SETTEMBRE 2013
COVERSTORY
svantaggi, ad esempio, precisione della tensione
di Zener, variazione della soglia di intervento del
gate dell’SCR, tempo di risposta variabile dell’SCR
e del fusibile e impegno per eliminare un guasto
(cioè riparare ‘fisicamente’ il fusibile e riavviare il
sistema). Se il rail di tensione in esame alimenta
il core digitale, la capacità di protezione dell’SCR
è limitata perché la caduta di tensione diretta in
presenza di correnti elevate è paragonabile o
superiore alla tensione del core dei più recenti
processori digitali. A causa di questi svantaggi lo
schema tradizionale di protezione da sovratensioni
non è adatto per la conversione DC/DC alta-bassa
tensione che alimenta carichi come gli ASIC e
gli FPGA, il cui valore potrebbe aggirarsi sulle
centinaia, se non migliaia di dollari.
Nuova combinazione tra circuiti di alimentazione
e di protezione
Una soluzione migliore prevede di individuare
con precisione una condizione imminente di
sovratensione e di rispondere disattivando
velocemente l’alimentazione e, allo stesso tempo,
scaricando la tensione in eccesso sul carico con
un percorso a bassa impedenza. Questa soluzione
è possibile grazie alle numerose funzioni di
protezione previste dal regolatore μModule® step-
down LTM4641. Il cuore del dispositivo è costituito
da un regolatore step-down da 10A, 38V nominali,
in cui l’induttore, il circuito integrato di controllo,
gli interruttori e la compensazione si trovano in un
unico package a montaggio superficiale. È previsto
anche un circuito di monitoraggio e protezione per
garantire un livellomigliore di protezione per carichi
come ASIC, FPGA e microprocessori. L’LTM4641
controlla costantemente che non si verifichino
condizioni di sottotensione e sovratensione in
ingresso, surriscaldamento e sovratensione e
sovracorrente in uscita e interviene per proteggere
il carico. Per evitare che le funzioni di protezione
intervengano in modo errato o prematuro, ognuno
di questi parametri monitorati è dotato di immunità
ai glitch integrata e soglie di intervento regolabili
dall’utente, a eccezione della protezione contro le
sovracorrenti che viene attuata in modo affidabile,
ciclo per ciclo, con il controllo in modalità di
corrente. In caso di sovratensione in uscita,
l’LTM4641 reagisce entro 500ns dal rilevamento
del guasto (Fig. 2). L’architettura interna consente al
dispositivodi rispondere inmodo rapidoeaffidabile,
di resettarsi automaticamente e di riavviarsi dopo
che il guasto è stato eliminato. Un amplificatore di
rilevamento differenziale consente di regolare la
tensione sui morsetti di alimentazione del carico,
riducendo al minimo gli errori derivanti dal rumore
di modalità comune e dalle cadute di tensione
nelle tracce del PCB tra l’LTM4641 e il carico. La
tensione DC sul carico viene regolata con una
precisione di ±1,5% su linea, carico e temperatura.
Questa misurazione precisa della tensione di uscita
viene inoltrata anche al veloce comparatore di
rilevamento della sovratensione in uscita che attiva
le funzioni di protezione dell’LTM4641.
In caso di sovratensione, il regolatore μModule
esegue rapidamente diverse azioni, tutte
contemporaneamente.
Un MOSFET esterno (MSP in Fig. 3) disattiva
l’alimentatore, eliminando il percorso ad alta
tensione dal regolatore e dal carico a valore
elevato. Un altro MOSFET esterno (MCB in Fig. 3)
Fig. 3 - Piano di protezione da sovratensione in uscita dell’LTM4641. Le icone delle due sonde corrispondono alle forme d’onda di figura 2
