di MARIANO SEVERI
CONVERTER
Un convertitore switching con autotrasformatore realizza una soluzione a basso costo e di ridotte dimensioni per la conversione di bassa tensione in alta tensione
I
l crescente impiego di dispositivo piezo-elettrici, sistemi elettromeccanici, fotodiodi APD e sensori CCD/CMOS nelle più comuni applicazioni pone l’attenzione sui circuiti per la generazione di un’alimentazione ad alta tensione a partire da una linea a più bassa tensione.
CONFIGURAZIONE BOOST
La figura 1 mostra lo schema di principio della più semplice soluzione switching di tipo boost. Il principio di fun-
zionamento può essere inteso qualitativamente sulla base delle considerazioni seguenti in regime stazionario; la figura 2 mostra l’andamento della corrente attraverso l’induttore L1. Un regolatore bosot è progettato per generare una tensione di uscita maggiore di quella di ingresso. Quindi, quando il mosfet è in conduzione il diodo è polarizzato inversamente e quindi l’unico carico visto dal generatore di tensione in ingresso è l’induttore L1.
La corrente cresce allora linearmente nel tempo e l’induttanza assorbe energia; la variazione di corrente è data dalla formula seguente:
dove T è il periodo di switching e D il duty-cycle di regolazione (e quindi D x T il tempo in cui il mosfet è in conduzione). Durante il periodo in cui il diodo è contro-polarizzato, il condensatore
di uscita C0 eroga la corrente richiesta dal carica; la capacità del condensatore deve ovviamente essere opportunamente dimensionata in funzione del periodo di on del mosfet del regolatore e delle specifiche di assorbimento del carico per assicurare adeguata stabilità della tensione di uscita. Nel momento in cui il mosfet viene spento, la variazione ‘istantanea’ della corrente nell’induttanza produce un aumento della tensione sull’anodo del diodo che quindi entra in conduzione.
Figura 1: schema di un convertitore boost.
Figura 2: andamento della corrente dell’induttore in un regolatore boost (da [2]).
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Tabella dei contenuti per la edizione digitale del Firmware - Aprile 2010 - N°51