POWER4 - aprile2014
VI
Power
Le uscite dei convertitori di potenza isolati sono di solito
collegate in serie, sia per generare rail positivi e negativi
tramite il grounding (ovvero il collegamento amassa)del
puntomedio (mid-point), sia semplicemente per ottene-
reuna tensionedi valorepiùelevato.Leuscitepossonoes-
seredelmedesimo convertitoreodi convertitori separati.
Esiste il rischio che in fase di avviamento (start-up) una
delleuscitepossa “vedere” unapolarizzazionedi tensione
inversa sui suoi terminali. Nelle figura 1 è riportata una
tipica applicazione nella quale un convertitore DC-DC a
bassa potenza fornisce una tensione di +/- 12Vper il cir-
cuito analogico a partireda un sistema a 5V. Prima che il
convertitoreDC-DC siaalimentatoattraverso lo switch, esi-
ste un percorso di corrente indesiderata (sneak current)
– riportato in grassetto in figura 1 – che interessa anche
il ramo (leg) inferiore del secondario center-tapped del
trasformatore (nell’ipotesi che la tensione diretta di D2
sia leggermente inferiore rispettoaquelladiD1). Il flusso
di corrente faaumentare l’uscitanegativadel convertitore
fino auna tensionepositivapari circa a quelladella cadu-
ta di tensione diretta del diodo (one diode drop above
ground, solitamentepari a 0,7V).
Anche se non esiste uno switch fisico sull’ingresso del
convertitore DC-DC, la funzione di soft start interna
(avviamento graduale) o il ritardo in fase di avviamen-
to possono inmaniera transitoria produrre il medesimo
effetto quando viene fornita potenza al convertitore.
Nell’applicazione riportata infigura 2 sono stati utilizzati
due convertitori per generare una tensione di valore non
standard, adesempio18V apartiredadue convertitori da
9V. Se il convertitore identificato come DC-DC 2 si avvia
prima dell’altro convertitore, identificato comeDC-DC 1,
e il valore di C1 èmolto più grande rispetto a quello dei
condensatori di uscitadel convertitore, l’uscitapositivadi
DC-DC 1 è polarizzata inversamentementre C 1 si carica
finoaquando il convertitoregenera lapropriauscita. Per-
sino prima dell’avvio di entrambi i convertitori, esiste di
nuovo un’impedenza indesiderata potenziale nel punto
medio della connessione serie che forza l’uscita positiva
di DC-DC 1 ad assumere un valore negativo pari a quello
della caduta di tensione diretta del diodo a causa della
corrente che fluisce verso lamassa del sistema attraverso
il trasformatore di DC-DC 1, il diodo di uscita e il carico
esterno.
In entrambi i casi la tensione inversa è agganciata al va-
lore della caduta di tensione diretta del diodo interno.
Sebbene è improbabile che questa tensione provochi
sollecitazioni dannose per i componenti, essa potrebbe
causare la conduzione del diodo del substrato nei circu-
iti integrati connessi all’uscita e avviamenti anomali. Nel
caso i convertitori integrino condensatori di uscita al tan-
talio a elettrolita solido si potrebbero verificare problemi
specialmente alle alte temperatura. I risultati di un’analisi
condotta sui dati forniti da produttori hanno evidenziato
cheper condensatori di questo tipo laprassi più comune-
mente adottata èdi garantireuna tensione inversa (rever-
se voltage) di sicurezzamassimadi 0,1V a 125 °C.
Paul Lee
Direttore business development
Effetti della polarizzazione inversa
sulle uscite di convertitori
di potenza in serie
La connessione in serie delle uscite dei convertitori di potenza può avere effetti dannosi
o di difficile interpretazione. Scopo dell’articolo è spiegare le cause che producono
questi effetti e le tecniche da utilizzare per cercare di limitare le conseguenze negative
