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ANALOG DIGITAL SIGNAL CONTROLLER ELETTRONICA OGGI 504 - SETTEMBRE 2022 31 la famiglia dsPIC33 integrano caratteristiche hardware di sicurezza specializzate tra cui un modulo DMT (DeadMan Timer), un watchdog timer, un circuito per il monitoraggio del clock a sicurezza intrinseca, una memoria ad accesso casuale (RAM), la funzionalità BIST (Built-In Self Test) e un codice di correzione degli errori. Per lo sviluppo software, i compilatori MPLAB XC C di Mi- crochip sono certificati TÜV SUD per la sicurezza funzio- nale; in alcuni casi sono disponibili librerie di software diagnostico. Inoltre, Microchip fornisce i rapporti FMEDA (Failure Modes, Effects, Diagnostic Analysis) associati e i manuali di sicurezza necessari come parte del processo di certificazione della sicurezza. Le caratteristiche di sicurezza hardware e le funzionali- tà di sviluppo necessarie per la certificazione di sicurezza funzionale sono solo una parte di un vasto ecosistema di sviluppo che supporta la progettazione basata su dsPIC33 sia per le automobili convenzionali, sia per i veicoli elet- trici. Basandosi sull’ ambiente di sviluppo integrato (IDE) MPLAB X , Microchip offre un ampio set di tool di progetta- zione specializzati e librerie per diverse aree di applicazio- ne, come spiegato di seguito. Per accelerare ulteriormente lo sviluppo con la famiglia dsPIC33, Microchip offre un completo ecosistema di sche- de di sviluppo dsPIC33, nonché risorse di progettazione scaricabili tra cui white paper, note applicative e progetti di riferimento. Tra queste risorse, diversi progetti di riferi- mento dsPIC33C affrontano svariate aree applicative chiave dei settori automotive e dell’e-mobility, tra cui la ricarica wireless, l’illuminazione digitale, la conversione di poten- za e il controllo dei motori. Oltre a dimostrare l’uso di un dsPIC33C DSC in ogni area, questi progetti di riferimento e il software associato possono anche servire come punto di partenza per la realizzazione di progetti personalizzati. Anelli di controllo digitale di precisione per la conversione di potenza Gli anelli di controllo rappresentano il nucleo centrale di molte applicazioni automotive e di e-mobility, e uno dei loro impieghi più importanti in queste applicazioni è rap- presentato dalla conversione di potenza. Una conversione c.c.-c.c. efficiente è sempre un aspetto importante nei si- stemi automotive convenzionali ed è essenziale nei veicoli elettrici e ibridi elettrici ad alta tensione. In questi siste- mi, le tensioni della batteria da 200-800 V devono essere trasformate in modo sicuro ed efficiente in tensioni di 12 o 48 V necessarie per far funzionare l’illuminazione esterna e interna e azionare i motori per tergicristalli, finestrini, ventole e pompe. In un progetto di riferimento di un convertitore risonan- te c.c./c.c. da 200 W di tipo LLC (tre elementi reattivi: due induttivi e uno capacitivo), [2] un singolo dispositivo dsPIC33 si propone come una soluzione digitale compatta per la conversione di potenza a commutazione, utilizzando uno dei suoi PWM integrati per pilotare i MOSFET a semiponte nell’anello di controllo (Fig. 1). Nella figura 2, il trasformatore risonante isola l’alta ten- sione del lato primario (linee nere) dall’alimentazione secondaria a 12 V (linee blu) per i driver dei MOSFET (D) e l’alimentazione a 3 V per il dsPIC33 DSC e altri componenti analogici (A). In questo progetto, dsPIC33 utilizza un progetto software di base pilotato da interrupt per gestire l’anello di control- lo digitale. Qui, un interrupt ADC è utilizzato per acquisire la tensione di uscita impiegata nel controller PID (propor- zionale-integrale-derivativo) implementato via software. Un altro interrupt dell’ADC supporta il rilevamento della temperatura, mentre i comparatori analogici dsPIC33 sup- portano il rilevamento di eventi di sovracorrente e sovra- tensione. Infatti, l’esecuzione del processo di controllo PID e dei compiti associati di gestione dell’anello di controllo lasciamolto spazio per l’elaborazione di compiti di monito- raggio e di funzionalità accessorie, compreso il monitorag- gio della temperatura, dei guasti e delle comunicazioni, il tutto all’interno di una semplice sequenza di elaborazione del firmware (Fig. 3). Per gli sviluppatori che cercano soluzioni di potenza digi- tale più specializzate, la Digital Power Design Suite di Mi- crochip supporta i progetti dall’ideazione alla generazione di firmware per il DSC dsPIC prescelto. Sfruttando le fun- zionalità hardware del DSC dsPIC, gli sviluppatori possono usare il tool DCDT (Digital Compensator Design Tool) della suite per analizzare gli anelli di controllo e il configuratore MCC (MPLAB Code Configurator) per generare codice che Fig. 2 – Con le sue periferiche specializzate, i DSC dsPIC33 contribuiscono a semplificare i progetti e a ridurre il numero di componenti: in questo caso si utilizzano i PWM integrati e le funzioni periferiche per controllare i MOSFET esterni (D) e altri componenti analogici (A) (Fonte: Microchip Technology)