POWER
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- ELETTRONICA OGGI 439 - SETTEMBRE 2014
DC-DC CONVERTER
Convertitori DC-DC
e carichi altamente capacitivi
L
a capacità all’ingresso del conver-
titore DC-DC gioca un ruolo fon-
damentale nel mantenere l’unità
stabile e nel garantire le prestazioni di
filtraggio EMI. Elevati valori di capacità
sull’uscita del convertitore DC-DC posso-
no invece presentare sfide significative
per il sistema di alimentazione. Per un cor-
retto funzionamento, molti carichi a valle
del convertitore DC-DC hanno bisogno
di una capacità. Questi carichi possono
essere amplificatori di potenza a impulsi o
altri convertitori che richiedono una capacità ai rispettivi
ingressi.
Se la capacità sul carico supera il valore per il quale il si-
stema di alimentazione DC è progettato, esso può superare
la sua massima corrente nominale sia in fase di spunto sia
durante il normale esercizio. La capacità può anche causa-
re problemi di stabilità del sistema di alimentazione e por-
tare a condizioni di funzionamento non corretto o di guasto
prematuro.
L’adozione di alcuni semplici accorgimenti all’interno del
sistema di alimentazione permette di ottenere un progetto
efficiente e affidabile anche in presenza di carichi altamen-
te capacitivi. La riduzione del tempo di salita della tensione
ai capi del condensatore di carico in fase di spunto per-
mette di tenere la corrente del sistema di alimentazione
all’interno del valore nominale; il controllo della corrente di
carica del condensatore durante il funzionamento permette
di mantenere la potenza del sistema di alimentazione entro
i parametri di progetto; consentendo al circuito di controllo
di operare entro i limiti di stabilità garantendo un funziona-
mento stabile ed entro i valori di tensione nominali.
Considerazioni sulla fase di start-up
Durante lo start-up, un tradizionale convertitore DC-DC pre-
vede un tempo di salita standard impostato dall’andamento
di un amplificatore di riferimento di errore interno. Un con-
densatore scarico all’uscita del convertitore apparirà come
un carico di bassa impedenza. Con questa bassa impeden-
za di uscita, alcuni cicli di commutazione del convertitore
possono indurre una variazione della tensione ai capi del
condensatore abbastanza elevata, forzando il convertitore
a superare la corrente nominale di uscita. Il condensatore
può però essere pre-caricato attraverso un percorso a im-
pedenza maggiore collegato all’uscita del convertitore.
Questo elemento ad alta impedenza limita la corrente di ca-
rica fino a quando il condensatore viene portato a un livello
di tensione predefinito. Una volta che il livello di tensione
predefinito viene raggiunto, il percorso ad alta impedenza
può essere rimosso o cortocircuitato da un dispositivo a
bassa impedenza, ad esempio un FET. Il convertitore può
quindi fornire tutta la sua corrente nominale attraverso
questo percorso a bassa impedenza. Quando il FET corto-
circuita il percorso ad alta impedenza, il convertitore può
Dave Berry
Principal Applications engineer
Vicor
L’adozione di alcuni semplici accorgimenti
all’interno del sistema di alimentazione
permette di ottenere un progetto efficiente
e affidabile anche in presenza di carichi
altamente capacitivi
Fig. 1 – Schema a blocchi del circuito di pre-carica del condensatore
