ANALOG/MIXED SIGNAL
POWER CONVERTER
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- ELETTRONICA OGGI 439 - SETTEMBRE 2014
Migliorare le prestazioni
dei convertitori di potenza
G
li attuali i convertitori di potenza a commutazione
comprendono generalmente un circuito dedicato
al monitoraggio della corrente che scorre attra-
verso il commutatore di potenza (MOSFET o IGBT), per
regolare o limitare la corrente di picco massima. Ciò si
rende necessario per proteggere il commutatore da pic-
chi di corrente che possono danneggiare i componenti
o saturare gli induttori. Tipicamente, per misurare la
corrente si inserisce un resistore di basso valore tra il
terminale di source del MOSFET (o l’emettitore dell’IGBT)
e la massa. Tuttavia le perdite dovute alla dissipazione
aggiuntiva su questo resistore possono diventare signi-
ficative, al pari dell’incremento di costo e di dimensioni
del sistema, in particolare se si gestiscono correnti molto
elevate e se è necessario inserire un dissipatore aggiun-
tivo. Questo articolo descrive un nuovo circuito che,
invece, utilizza la stessa resistenza RDS(on) di canale del
MOSFET per la misura diretta della corrente. Ciò permette
di eliminare i tradizionali resistori (o trasformatori) di
misura esterni e la dissipazione ad essi associata.
Misura tradizionale della corrente
Il circuito più comune per la misura della corrente che
scorre in un commutatore si basa sull’inserimento di un
resistore di piccolo valore posto tra il morsetto a tensio-
ne inferiore del commutatore e la massa (Fig. 1). Durante
l’accensione del transistor, la corrente scorre nella serie
del transistore e del resistore verso massa. Si sviluppa
così una caduta di tensione ai capi del resistore (VCS),
che viene utilizzata per il monitoraggio o per altri scopi
di controllo. Normalmente, in serie al transistore si trova
un carico induttivo che produce una crescita lineare delle
corrente nel tempo. All’accensione si produce anche un
impulso dovuto alla corrente aggiuntiva (che scorre nella
resistenza di misura) che
carica la capacità tra gate
e source durante il transi-
storio di salita della tensio-
ne di gate. Quando il tran-
sistore è spento non scorre
corrente e la tensione ai
capi del resistore ritorna
velocemente a zero. Anche
un impulso di spegnimento
si può verificare a causa
della corrente di scarica
della capacità di gate. Di
conseguenza si impiega un
piccolo filtro passa basso
RC collegato tra il morsetto
Tom Ribarich
International Rectifier
Un nuovo circuito che utilizza la stessa resistenza
RDS(on) di canale del MOSFET per la misura
diretta della corrente permette di eliminare i
tradizionali resistori (o trasformatori) di misura
esterni e la dissipazione ad essi associata
Fig. 1 – Circuito tradizionale di misura della corrente basato su un resistore esterno RCS
