POWER 3 - novembre/dicembre 2013
XXI
ANALOG DC/DC CONTROLLER
Inmolti sistemi a microcontroller, per gestire i vari punti di ca-
rico (Point-Of-Load - POL), vengono utilizzati DC/DC conver-
ter che consentono di realizzare soluzioni di controllo ibrido
dedicate alla gestione del comportamento della fase di start-
up, al monitoraggio dei parametri elettrici e alla gestione dei
consumi di potenza dei sottosistemi periferici. Le soluzioni più
sofisticate sono di solito collocate nelle motherboard dei com-
puter, nelle schede grafiche o nei CPU blade dei server, dove
i moduli di regolazione della tensione (Voltage Regulator Mo-
dules - VRM) comunicano direttamente con i rispettivi carichi
per regolare i valori di alimentazione e adattare le caratteristi-
che di controllo alle condizioni operative temporanee. Questo
tipo di controllo e di gestione “intelligente” della conversione
dell’energia, offre dei vantaggi significativi in termini di effi-
cienza totale del sistema, di prestazioni e di affidabilità, aspetti
dominanti soprattutto in campo medico, industriale, automo-
tive e consumer. Da quasi un decennio Microchip Technology
Inc. si concentra sulle cosiddette applicazioni di conversione
di potenza intelligente (IPC / SPC). Tale focalizzazione ha l’o-
biettivo di portare una mole sempre maggiore di funzionalità
e prestazioni in tutti i tipi di applicazioni legate alla conver-
sione dell’energia. Uno degli obiettivi principali è stato, ed
è tuttora, il controllo completamente digitale dei converter/
inverter di alimentazione attraverso microcontrollori ad alte
prestazioni basati su DSP e dotati di periferiche ad alta veloci-
tà e alta risoluzione, nonché attraverso famiglie di controller
dedicati ai sistemi di controllo ibridi, i quali combinanomicro-
controller e loop di controllo completamente analogici. Ana-
lizzando più da vicino i dettagli di queste particolari soluzioni,
è evidente che né i circuiti ibridi di tipo analogico né i circuiti
completamente digitali fanno riferimento a una sfera total-
mente analogica o digitale. Entrambi fanno affidamento alla
loro controparte analogica o digitale per superare alcune limi-
tazioni e quindi offrire tutte le doti necessarie per le specifiche
applicazioni cui sono destinati. La famiglia di prodotti di con-
versione intelligente di potenza - rappresentata dai controllori
MCP191xx - segna un nuovo avanzamento tecnologico verso
convertitori di energia ancora più intelligenti. Tale famiglia
si concentra in modo specifico su topologie di conversione e
su applicazioni specifiche e dedicate. I primi membri della fa-
miglia MCP19111 combinano - all’interno di in un unico IC
monolitico- un controller per buck converter sincrono analo-
gico ad alte prestazioni e un MCU a 8 bit. Tale soluzione offre
una configurazione flessibile e potenziata, ampie capacità di
controllo e monitoraggio, nonché notevoli possibilità di inte-
grazione di funzioni di comunicazione (standard o proprieta-
rie) che permettono di allineare più convertitori all’interno di
un’unica struttura di power management. A differenza degli
altri controller POL ibridi esistenti, gli MCP19111 sono com-
pletamente programmabili in linguaggio C. Questo vantaggio
offre la massima flessibilità e permette di adeguare il disposi-
tivo alle diverse esigenze applicative, di adattarsi a specifiche
condizioni operative, e di implementare sia attività di monito-
raggio generiche sia funzioni personalizzate. Un ampio range
di tensione di ingresso (da 4,5V a 32V DC) e tensioni di uscita
fino al limite minimo di 0,5V, associate a driver che supporta-
no fino a 2A source/4A sink, aprono la strada al supporto di
una vasta gamma di applicazioni.
Andy Reiter
Technical business development manager
for power electronics, Europe
Controller DC/DC analogici
di potenza
con potenziamenti digitali
per applicazioni POL sofisticate
La famiglia di prodotti di conversione intelligente di potenza - rappresentata dai controllori
MCP191xx - segna un’evoluzione tecnologica verso convertitori di energia ancora più
intelligenti
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