POWER 3 - novembre/dicembre 2013
XIV
Power
degli anni ‘90: l’approccio allora utilizzato prevedeva l’uso
di un potenziometro elettronico per controllare un pin di
regolazione della tensione di uscita del convertitore DC/
DC analogico (Fig. 2). Sebbene questa tecnologia non abbia
mai avuto riscontro sul piano commerciale a causa della dif-
ficoltà di ottimizzare in modo accurato la tensione del bus,
ha contribuito a stimolare ulteriori ricerche nel campo del
controllo e della gestione digitale dell’alimentazione.
Destinata a carichi di tipo non statico, l’architettura DBV
richiede una stretta correlazione
tra le funzioni di misura e control-
lo di supervisione e dispositivi “in-
telligenti” che possono operare in
maniera autonoma o come parte
di una rete. Sebbene sia possibile
soddisfare questi requisiti utiliz-
zando la tecnologia analogica, ciò
comporta l’uso di un gran numero
di componenti e il consumo di uno
spazio non indifferente sulla sche-
da PCB. Nel caso di un convertitore
buck, ad esempio, un’implementa-
zione di tipo digitale sostituisce un
convertitore A/D, un riferimento
numerico, un addizionatore, un
filtro digitale per l’amplificatore di
errore, un generatore di rampa, un
comparatore e un latch che il siste-
ma analogico utilizza per modula-
re il flusso PWM. Internamente, il
componente instrada le informa-
zioni binarie tra i suoi elementi circuitali per svolgere fun-
zioni che spaziano dai compiti ausiliari alla correzione del
duty cycle del flusso PWM per garantire un’accurata regola-
zione della tensione di uscita.
Nel caso si utilizzi una tecnologia a segnali misti avanzata è
possibile integrare in modo economico un sistema di misu-
ra e controllo con un’interfaccia di comunicazione insieme
al controllore DC/DC.
L’adozione di protocolli PMBus standard permette a una
semplice interfaccia seriale di comunicare con dispositivi
compatibili a livello di scheda utilizzando un linguaggio di
comandi standard espressamente ideato per applicazioni di
controllo dell’alimentazione.
L’ampia reperibilità di moduli per la conversione di potenza
di tipo digitale consente agli architetti di sistemi di ridurre
drasticamente la complessità della realizzazione durante lo
sviluppo di una pluralità di applicazioni che prevedono l’u-
so di sistemi autonomi oppure molto più sofisticati, ciascu-
no dei quali è in grado di monitorare e regolare in maniera
precisa le prestazioni in tempo reale, compreso il valore del-
le tensioni del bus intermedio.
Implementazione della tecnologia DBV
I convertitori digitali avanzati permettono di effettuare la
programmazione “al volo” e assicurano una rapida risposta
ai più diversi comandi, che vanno dalle semplici regolazioni
della tensione di uscita a operazioni più complesse come ad
esempio la taratura (trimming) dei valori del filtro digitale
che caratterizza le risposte dell’anello di controllo. Utilizzan-
do comandi PMBus molto semplici per eseguire complesse
funzioni di controllo e di misura, le funzionalità integrate
all’interno di un controllore digitale semplificano l’imple-
mentazione di applicazioni come ad esempio il controllo
dinamico del bus.
L’implementazione del controllo dinamico del bus nelle ap-
parecchiature di telecomunicazione richiede la scrittura di
codice applicativo per la supervisione del sistema grazie alla
quale è possibile valutare quando aumentare o diminuire la
tensione del bus intermedio in funzione dell’andamento dei
livelli di carico. Il perfezionamento degli algoritmi necessa-
rio per garantire una maggiore affidabilità decisionale può
essere a volte impegnativo a causa della difficoltà di visualiz-
zazione della complessa serie di interazioni generata dalla
combinazione di IBC e regolatori POL.
Prima di esaminare l’implementazione della tecnologiaDVB
è importante valutare il potenziale risparmio di energia che
è possibile conseguire tramite la modellazione di un sistema
tipico e la successiva verifica della precisione e dell’affidabili-
tà del modello generato in un’applicazione reale. Il punto di
partenza prevede la verifica del funzionamento di ogni IBC
e regolatore POL nell’intervallo delle tensioni di ingresso e
di correnti di uscita che verranno utilizzate nell’applicazione
Fig. 6 – Esempio di un profilo tipico
