Firmware - Settembre 2014 / N°104 - (Page 21)

SKILLS - predisposizione opzionale per la compensazione della temperatura. In questo progetto, come in molti altri casi, la selezione accurata dei componenti è una parte fondamentale e il loro costo è un vincolo primario, quindi cercheremo di analizzare e capire quali sono le scelte da fare per la selezione dei componenti critici come gli induttori. LA SCELTA DEI COMPONENTI CRITICI Con riferimento alla figura 2, possiamo avere un'idea di come sia costituito un convertitore di tipo boost e quali siano i componenti fondamentale precedentemente elencati. In applicazioni con regolatore "switching" (a commutazione), l'induttore viene utilizzato come un dispositivo di accumulo dell'energia; infatti, quando l'interruttore a semiconduttore (MOSFET) è acceso, la corrente scorre nell'induttore e l'energia viene immagazzinata. Quando l'interruttore viene spento, questa energia viene rilasciata sul carico; la quantità di energia immagazzinata è data dalla seguente formula: Energia = 1/2*L*I2 [Joule] dove "L" è l'induttanza in Henry e "I" è il valore di picco della corrente nell'induttore. La quantità di corrente cambia durante un ciclo di commutazione ed è conosciuta come "corrente di ondulazione" (ripple), definita dalla seguente equazione: V1=L*di/dt Dove "V1" è la tensione ai capi dell'induttore, "di" è il ripple di corrente e "dt" è la durata per la quale viene applicata la tensione; da questo, si può vedere che il valore di corrente di ripple dipende dal valore di induttanza. Facendo riferimento alla figura 3, possiamo affermare che la scelta del valore corretto di induttanza è importante per ottenere dimensioni accettabili dell'induttore e del condensatore di uscita e una componente alternata residua sufficientemente bassa in uscita. Come si può vedere dalla figura 3, la corrente dell'induttore è costituita da componenti DC e AC. Poiché la componente alternata è ad alta frequenza (HF), scorre attraverso il condensatore di uscita in quanto ha una bassa impedenza HF; questo produce una tensione di ripple dovuta alla resistenza serie equivalente del condensatore (ESR) che si ha all'uscita del regolatore switching. Tale tensione di ripple deve essere sufficientemente bassa da non influenzare il funzionamento del circuito ed è normalmente dell'ordine di 10-500mVp-p. Nel caso in cui si selezioni un induttore per un convertitore "buck", come con tutti i regolatori switching, sarà necessario definire e calcolare vari parametri, come la massima tensione di ingresso, la tensione d'uscita, la frequenza di commutazione, la massima corrente di ripple e via dicendo; facendo un esempio nel calcolo del valore dell'induttore, considerando quanto riportato in figura 4, consideriamo per ipotesi una frequenza di commutazione di 200kHz, una tensione di ingresso pari a 6V e una massima corrente di ripple di 100mA. Con tali presupposti, possiamo calcolare il rapporto tra la tensione di uscita e quella di ingresso che è pari a 0,55V, mentre Figura 4: Schema di concetto per la tipologia boost Figura 5: Schema di concetto per la tipologia buck FOCUS ON SKILLS INSIDE TOOLS ANALOG TIPS'N TRICKS MARKET NEWS SPOTLIGHT EVENTS ZAPPING MEMBERSHIP

Tabella dei contenuti per la edizione digitale del Firmware - Settembre 2014 / N°104

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