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26 - ELETTRONICA OGGI 489 - OTTOBRE 2020 TECH INSIGHT AUTOMOTIVE rente costante o a tensione costante (ulteriori informa- zioni sono reperibili nell’articolo di Digi-Key: Controllo della modalità di corrente e di tensione per la genera - zione di segnali PWM nei regolatori a commutazione c.c./c.c. ) con una rete di compensazione indipendente, è un esempio di un alimentatore bidirezionale proget- tato per soddisfare le specifiche LV 148. Il controllore accetta due ingressi: V1, un’alimentazio- ne da 24 a 54 V dalla batteria agli ioni di litio e V2, un ingresso a 14 V dalla batteria al piombo-acido (Fig. 2). Le uscite sono 48 Vs a 10 A in modalità boost e 14 Vs a 40 A in modalità buck. Il chip può supportare fino a 100 Vs sia sugli ingressi che sulle uscite. La modali- tà di funzionamento è controllata esternamente da un microcontrollore attraverso il pin DRXN oppure viene selezionato automaticamente. I MOSFET di ingresso e uscita proteggono da tensioni negative, controllano le correnti di spunto e fornisco- no l’isolamento tra i terminali in condizioni di guasto come cortocircuiti nei MOSFET in commutazione. In modalità buck, i MOSFET di protezione al terminale V1 (ingresso da 24 V a 54 V) impediscono il passag- gio della corrente inversa. In modalità boost, gli stessi MOSFET regolano la corrente di spunto in uscita e si proteggono con un interruttore automatico con timer regolabile. La diagnostica e la segnalazione di guasti interni ed esterni sono disponibili tramite pin appositi. Texas Instruments (TI) offre anche LM5170, un con- troller di corrente bidirezionale a due canali e ad alte prestazioni conforme a LV 148. Il dispositivo gestisce il trasferimento di corrente tra una porta ad alta ten- sione (porta HV - collegata alla batteria agli ioni di litio da 48 V) e una porta a bassa tensione (porta LV - collegata alla batteria piombo-acido da 12 V). Segnali di abilitazione indipendenti attivano ogni canale del doppio controller. Gli amplificatori per il rilevamento di corrente diffe- renziale a due canali e i monitor di corrente del canale dedicati raggiungono una precisione tipica dell’1%. I circuiti di pilotaggio del gate (gate driver) a semiponte da 5 A sono in grado di controllare interruttori MO- SFET paralleli che erogano 500 W o più per canale. Il controllore può funzionare in modalità discontinua per garantire una migliore efficienza in condizioni di basso carico (maggiori informazioni sull’articolo di Digi-Key: La differenza tra le modalità continua e di - scontinua di un regolatore a commutazione e perché è importante ) ed è anche in grado di prevenire l’insor- gere di correnti negative. Le caratteristiche di prote- zione includono la limitazione della corrente di picco su base ciclica, la protezione da sovratemperatura di entrambi i rail della batteria a 48 e 12 V, il rilevamento e la protezione dai guasti degli interruttori MOSFET e la protezione da sovratemperatura. LM5170 utilizza il controllo della modalità di corrente media, che semplifica la compensazione eliminando lo zero a metà piano destro nella modalità operativa boost e mantenendo un guadagno costante dell’anello indipendentemente dalle tensioni operative e dal livel- lo di carico. I controllori di corrente bidirezionali di Linear Techno- logy e TI includono caratteristiche che semplificano la progettazione di circuiti di gestione della potenza in dispositivi elettronici automotive a 12/48 V. Ad esem- pio, i componenti consentono l’uso degli stessi com- ponenti di potenza esterna, sia che si tratti di potenzia- re la tensione da una batteria o di ridurre la tensione dall’altra. Ciò consente di risparmiare spazio e costi e di ridurre la complessità del circuito. Tuttavia, la scelta di questi componenti esterni deve essere ponderata attentamente. Progettazione di circuiti applicativi La selezione dei componenti esterni quando si usa LT8228 (così come il dispositivo di TI) segue solita- mente le regole valide per la progettazione di un re- golatore a commutazione. Ad esempio, la frequenza di commutazione (f SW ) e il valore dell’induttore (L) sono scelti per ottimizzare efficienza, dimensioni fisiche e costo. Allo stesso modo, il resistore di rilevamento della corrente dell’induttore, R SNS2 , insieme ai resi- stori di guadagno in ingresso, R IN2 , sono selezionati in funzione di parametri quali limite della corrente di picco dell’induttore, efficienza e precisione di rileva- mento della corrente (Fig. 3). Il condensatore C DM2 è scelto per limitare la tensione di ripple dell’uscita boost e dell’ingresso buck; ana- logamente, il condensatore C DM4 è scelto per limitare la tensione di ripple dell’ingresso boost e dell’uscita buck. Il condensatore C DM1 sul pin V1D è utilizzato per il bypass del rumore. I condensatori di smorza- mento C V1 e C V2 sono scelti in modo che il loro valo- re di ESR contribuisca a ridurre la risonanza dovuta all’induttanza del filo in serie collegato rispettivamen- te a V 1 e V 2 . Le compensazioni degli anelli di regolazione buck e boost sono scelte per ottimizzare larghezza di banda e stabilità. Per ulteriori informazioni sulla progetta- zione con controllori e regolatori di tensione a com- mutazione, è possibile consultare i seguenti articoli tecnici Digi-Key: Compromessi di progettazione nella scelta di un regolatore a commutazione ad alta fre - quenza, Capire la risposta dell’anello di controllo di un regolatore a commutazione e Uso di regolatori a commutazione a basse EMI per ottimizzare i progetti di alimentazione ad alta efficienza . Dopo aver selezionato i componenti in grado di sod- disfare i principi alla base di una corretta proget- tazione per un regolatore a commutazione, sono ne-