POWER 3 - novembre/dicembre 2013
XXIV
Power
drizzatore sincrono può essere utilizzato
un interruttore aggiuntivo, con cadute di
tensione diretta significativamente infe-
riori. Questa tecnica viene comunemen-
te utilizzata quando sono richieste cor-
renti di carico superiori a 1A. Tuttavia,
in condizioni di carico ridotto, quando
vi è pochissima corrente che attraversa
lo switch low-side, la potenza necessaria
per pilotare il gate supera il risparmio ot-
tenuto bypassando il diodo di ricircolo con
uno switch. Per assicurare ulteriori miglio-
ramenti di efficienza in queste particolari
condizioni, l’MCP19111 offre la cosiddetta
modalità emulazione-diodo, nella quale
- quando abilitata - il driver low-side viene
spento. Con un driver disabilitato, il gate non è più polariz-
zato e il diodo del MOSFET assume il ruolo di raddrizzatore,
minimizzando le perdite di potenza.
Questo tipo di misura per ridurre al minimo le perdite di
potenza parziali e aumentare l’efficienza complessiva può
inoltre essere sostenuta utilizzando la nuova famiglia di MO-
SFET di potenza Microchip MCP870xx. Questa famiglia of-
fre dei MOSFET di potenza a bassa RDS
(on)
, con Figura di
merito (FOM) ben bilanciata, secondo una gamma di com-
binazioni diverse tra resistenza di conduzione e carica totale
di gate (Q
T
) per ottimizzare la FOM totale del mezzo ponte.
Più elevata è la QT dello switch low-side, più efficace diventa
la modalità di emulazione diodo dell’MCP19111.
Ottimizzazione del funzionamento
in assenza di carico
Gli MCP19111 sono controller in modalità corrente che
offrono le migliori prestazioni durante il normale funziona-
mento. Tuttavia, per operare correttamente, un controller di
questo tipo deve avere unminimo di flusso
di corrente.
Quando il carico passa inmodalità standby
a bassa potenza, l’uscita del convertitore
deve ancora erogare la tensione di uscita
nominale, anche se la potenza di uscita
può essere quasi nulla.
Normalmente, i controller inmodalità cor-
rente passano in modalità PFM (Pulse-Fre-
quency-Mode) con ripple di uscita mag-
giori, violando tolleranze di regolazione di
linea e spesso causando anche seri proble-
mi di EMI. Per superare questa limitazio-
ne - tipica dei controllori in modalità cor-
rente - l’MCP19111 può essere commutato
in modalità pseudo-tensione disabilitando
l’anello di corrente, con conseguente miglioramento della
tensione di uscita e della stabilità del sistema.
Usabilità e tool di supporto
L’impressionante elenco di funzionalità avanzate del-
l’MCP19111offre un numero enorme di opzioni per con-
figurare e ottimizzare il sistema. La programmabilità della
MCU aggiunge ancor più gradi di libertà. A tale proposito,
Microchip offre un’interfaccia grafica utente (GUI) - illustra-
ta in figura 4 - che può essere usata per effettuare alcune
regolazioni e configurazioni senza dovere scrivere del co-
dice. Questa GUI funziona con un firmware open-source,
e può essere modificata e utilizzata come modello per svi-
luppare altre funzioni più avanzate. Oltre all’interfaccia di
configurazione, Microchip offre una seconda GUI per scopi
di test, consentendo all’utente di comunicare direttamen-
te con il dispositivo attraverso il protocollo PMBus (Fig. 5).
Questa GUI lavora con il PICkit Serial Analyzer di Microchip
(Part-Number DV164122), una generica interfaccia USB-
to-UART/SPI/I ² C a basso costo che può essere
utilizzata direttamente permonitorare ed eseguire
il debug del dispositivo durante il funzionamento.
Sebbene la maggior parte delle tecniche siano
note e alcune caratteristiche si possano trovare
anche su altri prodotti, la famiglia di dispositivi
MCP19111 apre un nuovo capitolo nella storia dei
regolatori switching intelligenti. La densità di fun-
zioni dedicate insieme alla libera programmabilità
fanno la differenza. Nel mondo dei controllori di
potenza intelligenti, l’MCP19111 avvicina i domini
degli schemi di controllo analogici e digitali, eli-
minando le limitazioni esistenti e rendendo tutte
le funzioni disponibili e accessibili ai progettisti.
Questi prodotti possono pertanto costituire la base
per lo sviluppo di convertitori POL innovativi, effi-
cienti, affidabili e ad alte prestazioni.
Fig. 4 - Interfaccia grafica uten-
te di configurazione
Fig. 5 - Interfaccia di test MCP19111 PMbus
