EO_478

DIGITAL POWER SUPPLY 57 - ELETTRONICA OGGI 478 - MAGGIO 2019 uno analogico, è semplicemente diverso. La progetta- zione del powertrain è molto simile in entrambi i casi. Il design del loop di controllo o del compensatore è implementato nel firmware del controller digitale piut- tosto che con circuiteria analogica. La posizione dei poli e degli zeri dell’impianto viene utilizzata per de- finire le caratteristiche del compensatore (come per un progetto analogico), ma nel caso di un compensa- tore digitale vengono spesso utilizzati strumenti sof- tware per configurare la risposta ottimale per il loop di controllo. Ad esempio, le librerie software altamente ottimizzate, compresi i comuni algoritmi di compensa- tore 2P2Z (tipo II) e 3P3Z (tipo III), da utilizzare sulle famiglie di digital signal controller dsPIC di Microchip sono disponibili gratuitamente sul sito Web di Micro- chip. I progettisti non hanno bisogno di scrivere il sof- tware per tali funzioni. Inoltre, questi algoritmi sono ottimizzati per specifiche catene di potenza (power- train) fornendo coefficienti derivati dagli strumenti di progettazione. Progettare alimentatori digitali è più semplice rispetto a quelli analogici (perché è solo software) Il fatto che gli alimentatori digitali utilizzino software per gli algoritmi di controllo non semplifica così net- tamente la loro progettazione. I progettisti devono ancora comprendere appieno i sistemi di controllo e caratterizzare la risposta in frequenza del powertrain per poter configurare correttamente il compensatore basato su software utilizzato. D’altra parte, modificare il funzionamento dell’alimentatore per ottenere risul- tati più precisi, un’implementazione basata su softwa- re può essere più semplice di una basata sull’hardwa- re (che dovrebbe necessariamente essere modificato). Tutto ciò che serve è un DSP Mentre molti esperti stanno spingendo il Digital Power come il proiettile d’argento che risolve tutti i proble- mi, la realtà è che non si adatta a tutte le applicazioni. Ad esempio, non ha senso mettere tutta la potenza di elaborazione in un lettore palmare di MP3, funzionan- te con una sola cella interna agli ioni di litio, solo per aumentare la tensione di alimentazione. D’altro canto, gli alimentatori di server di gamma elevata richiedono le capacità di un convertitore di potenza digitale per generare in modo efficiente la potenza necessaria e rispondere rapidamente alle modificazioni del carico. Ad esempio, le torri dei telefoni cellulari hanno un ele- vato fabbisogno di corrente quando il trasmettitore è acceso, ma consumano molta meno energia quando sono inattive. Il controller per il trasmettitore sa quan- do questo si accenderà, quindi attiva il convertitore di potenza e coordina un’impennata della corrente media in modo che, quando il trasmettitore si attiverà, la cor- rente sarà già lì. Ciò consente di evitare un calo di po- tenza mentre il filtro loop risponde, dopo il fatto. Que- sta è una delle potenti funzionalità del Digital Power e giustifica l’ulteriore complessità nella progettazione. D’altro canto, un sistema con un fabbisogno di potenza relativamente costante può utilizzare un sistema analo- gico con un design molto più semplice, una comples- sità inferiore e ovviamente avere anche costi inferiori. Dopo tutto, è abbastanza difficile battere il costo e la semplicità di un regolatore basato su ASIC. La potenza definita dal software prenderà il sopravvento Pochi anni fa, la previsione era che le software defined radio (SDR) avrebbero assunto il ruolo di default per i ricevitori radio. Ma se l’SDR ha effettivamente offerto diversi vantaggi, ha anche sofferto di uno svantaggio principale: richiedeva infatti un processore da 10x a 100x MIPs per ricevere una frequenza. Persino i siste- mi che utilizzavano un mixer analogico per tradurre la radiofrequenza (RF) in una frequenza intermedia più bassa (IF) richiederebbero da 10 a 100 MIPs, e la demodulazione sarebbe tutto ciò che il processore potrebbe gestire. Questo chiaramente non è economi- camente molto vantaggioso. Ora, ecco perché quando qualcuno afferma che il software defined power (SDP) prenderà il sopravvento, non è necessario prender- lo troppo sul serio. Non c’è nulla di più semplice ed economico di un regolatore lineare e, anche se fosse disponibile un processore con i necessari MIPs allo stesso prezzo, avresti comunque bisogno del regola- tore Lineare 5V per il bootstrap dell’alimentazione del processore per avviarlo. Anche se l’SDP ha un posto ben preciso nell’alimentazione, ed in realtà è l’unica cosa che può fare il suo lavoro, non è, né sarà mai, una soluzione unica per tutte le esigenze di conversione di potenza. Spesso è difficile orientarsi in un mercato in continua evoluzione come quello della potenza. I fautori del cambiamento esaltano le virtù della nuova tecnolo- gia, dimenticando spesso di citarne anche le sfide da affrontare. I conservatori invece si concentrano solo sulle sfide, e sostengono che “se non c’è niente di rotto non aggiustarlo”. L’approccio più bilanciato è trovare il giusto mix per le attuali, esigenze di progettazione. Ecco perché Microchip offre un ampio portfolio di so- luzioni di alimentazione, dalla tradizionale alimentazio- ne analogica a quella digitale.