EO_454

POWER

DC/DC CONVERTER

- ELETTRONICA OGGI 454 - MAGGIO 2016

Sebbene il rail a -10V fornisca circa un terzo dell’energia, richiede il medesimo

valore di capacità per una caduta di tensione di 0,5V, perché ciò rappresenta una

percentuale maggiore del valore iniziale. In pratica, la caduta di tensione potrebbe

essere influenzata in misura maggiore dalla resistenza e dall’induttanza equivalenti

serie (rispettivamente ESR ed ESL) del condensatore. Per esempio, una resistenza

ESR di valore pari a 0,1 Ohm potrebbe provocare una caduta di tensione di 0,5V

in presenza di una corrente di picco di 6A. Di conseguenza, è necessario optare

per condensatori ad alte prestazioni e spesso di grandi dimensioni, necessarie per

ottenere bassi valori di ESR, in grado di garantire per molte volte il minimo valore

di capacità. In ogni caso non dovrebbero essere superati i valori massimi delle

capacità riportati nei datasheet dei convertitori DC-DC.

Regolazione DC-DC

I valori assoluti delle tensioni di pilotaggio del gate non sono critici finché essi

sono superiori al valore minimo e molto al di sotto dei valori di breakdown e la

dissipazione risulta accettabile. I convertitori DC-DC che devono fornire la potenza

di pilotaggio possono quindi essere di tipo non regolato, come appunto quelli della

serie MGJ2, se l’ingresso è nominalmente costante.

A differenza di quel che accade in molte applicazioni che utilizzano questo tipo di

convertitori, il carico è abbastanza costante durante la commutazione dell’IGBT/

MOSFET per qualsiasi duty cycle. Il carico invece è prossimo a zero quando il di-

spositivo non è in fase di commutazione. I convertitori DC-DC di tipo più semplice

spesso richiedono un carico minimo, poiché in caso contrario la loro tensione di

uscita può crescere notevolmente, fino a raggiungere il valore della tensione di bre-

akdown del gate. Questa tensione di valore elevato è immagazzinata nei conden-

satori “bulk” e quindi, quando il dispositivo inizia a commutare, si potrebbe eviden-

ziare una sovratensione (overvoltage) sul gate fino a quando il livello non scende

a quello previsto in condizioni di carico normale. Di conseguenza, è necessario

scegliere un convertitore DC-DC con tensioni di uscita agganciate (clamped) o con

requisiti di carico molto basso. Gli IGBT/MOSFET non dovrebbero essere pilotati in

modo attivo dai segnali PWM finché i rail di tensione del circuito di pilotaggio non

raggiungano i valori previsti. Poiché i convertitori DC-DC utilizzati per il pilotaggio

del gate sono soggetti a operazioni di power up e power down (alimentazione/

spegnimento), si potrebbe instaurare una condizione transitoria durante la quale i

dispositivi verrebbero pilotati nello stato di on anche se il segnale PWM è inattivo,

con possibili danni e fenomeni di shoot-through. Il convertitore DC-DC dovrebbe

garantire un comportamento adeguato in presenza di tempi di salita (rise) e disce-

sa (fall) di natura monotonica.

Fig. 2 – La corrente che scorre attraverso la capacità di Miller (Cm) opera in modo da portare

l’IGBT nello stato di “on”