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- ELETTRONICA OGGI 436 - MAGGIO 2014
COVERSTORY
isolati (niPOL). La funzione dell’IBC è di fornire una
tensione bus intermedia ottimale, come ad esempio
12V dal bus di distribuzione da 48V, oltre che isola-
mento elettrico.
Non tutte le applicazioni traggono vantaggio dall’IBAe
quindi è opportuno procedere a un’attenta valutazio-
ne del sistema di alimentazione. L’efficienza generale
può essere ridotta a causa degli stadi di conversione,
e deve essere valutato il compromesso costo/spazio
nell’uso di IBC rispetto a moduli POL isolati. Inoltre, la
diffusa adozione di raddrizzatori sincroni ha consen-
tito uscite a bassa tensione da front-end AC/DC effi-
cienti quanto le tensioni superiori (Tab. 1), eliminando
così la necessità di un bus intermedio. La distribuzio-
ne di tensioni superiori quali 48V a correnti inferiori
riduce la necessità di pesanti tracce in rame e con-
nettori per alta corrente speciali, risparmiando quindi
costi e spazio rispetto alla distribuzione di tensioni
inferiori a correnti più elevate per ottenere la stessa
potenza.
Quando si sceglie un IBC, cercare un convertitore DC/
DC step-down isolato che fornisca la tensione di usci-
ta specifica sull’intero range di ingresso bus di distri-
buzione nominale. Nel white paper Texas Instruments
intitolato “Improving System Efficiency with a New
Intermediate-Bus architecture” (Migliorare l’efficienza
del sistema con una nuova architettura a bus interme-
dio) di Rais Miftakhutdinov, vengono presi in consi-
derazione diversi requisiti e parametri, avendo come
obiettivi principali l’elevata efficienza e l’alta densità di
potenza a basso costo.
Gli IBC si distinguono per tre tipi di comandi (total-
mente regolato, semi-regolato o non regolato).
L’IBC totalmente regolato mantiene una tensione di
uscita costante su un ampio range di condizioni. Vie-
ne più spesso utilizzato per la possibilità di gestire un
ampio range di tensioni di ingresso quando si preve-
de che il bus di distribuzione non sia ben regolato. Per
un ingresso nominale di 48V, l’IBC completamente re-
golato potrebbe specificare da 36 a 75V come range
di ingressomin/max. Le limitazioni includono lamino-
re efficienza (93% tipica), minima densità di potenza e
massimo costo delle tre tipologie di controllo.
L’IBC semi-regolato supporta lo stesso ampio range
di ingressi dell’IBC completamente regolato, ma la sua
uscita non è regolata sull’intero range di tensioni di
ingresso. Sebbene abbia un’efficienza migliorata ri-
spetto a un IBC completamente regolato (95% tipica),
non è efficiente quanto un approccio di comando non
regolato.
L’ultimo tipo di IBC fornisce una tensione di uscita non
regolata che cambia con un rapporto fisso rispetto
alla tensione di ingresso. Ad esempio, un IBC con un
rapporto fisso di 4:1 genererà un’uscita da 9 a 15V,
a condizione che il range della tensione di ingresso
sia compreso tra 36 a 60V. Questo tipo di IBC offre la
massima efficienza (97% tipica), lamassima densità di
potenza e il costo più basso.
Recenti problemi legati alla
proprietà intellettuale sorti
a livello di settore e relativi all’uso di IBC semi-regolati
e non regolati nell’architettura IBA hanno notevolmen-
te limitato la disponibilità e l’impiego di queste tipolo-
gie di IBC. UCC28230EVM Texas Instruments basato
sull’innovativo controller PWM UCC28230 è uno dei
pochi prodotti correlati ancora disponibili.
Convertitori DC/DC niPOL
(Non-Isolated Point-of-Load)
Con un isolamento base fornito dal front-endAC/DC e
un isolamento completo fornito dall’IBC in un’architet-
tura IBA, i convertitori niPOL possono essere utilizzati
per alimentare il carico. Questi convertitori DC/DC de-
vono gestire le tendenze verso tensioni POL sempre
più basse e correnti bruscamente in aumento utilizza-
te dai moderni chips, oltre alle richieste di una più ri-
gida regolazione e una riduzione del rumore. Fortuna-
tamente sono disponibili regolatori lineari, regolatori
di commutazione e addirittura prodotti che sono una
combinazione di questi due.
Ove possibile, scegliere regolatori lineari per alimen-
tare direttamente il condizionamento del segnale e i
componenti di elaborazione. Tutti i regolatori di ten-
sione introducono rumore, ma il regolatore lineare
produce intrinsecamente meno rumore rispetto ai re-
golatori di commutazione. I regolatori lineari possono
inoltre offrire un buon livello di PSRR (power supply
Fig. 1 – Architettura a potenza distribuita che utilizza l’architettu-
ra IBA (Intermediate Bus Architecture)
