DC/DC BOOK OF KNOWLEDGEConsigli pratici per gli utentiDC/DC Book of Knowledge di RECOM è un'introduzione dettagliata alle varie topologie di convertitore c.c./c.c., agli anelli di retroazione (analogici e digitali), strumentazione di test e misurazione, protezione, filtraggio, sicurezza, affidabilità, driver a corrente costante e applicazioni c.c./c.c. Il livello è necessariamente tecnico, ma fruibile anche da parte di progettisti e studenti. ![]() Anni e anni di impegnoQuando abbiamo introdotto il nostro primo convertitore c.c./c.c. oltre 25 anni fa, non era ancora stato pubblicato molto materiale tecnico sul tema, né esistevano molte norme internazionali a cui rifarsi. Era ormai tempo di comunicare alcune informazioni pratiche sulle applicazioni ai nostri clienti che ci avevano sollecitato ad aggiungere semplici Note applicative in appendice al nostro primo catalogo prodotti pubblicato. Il contenuto di queste linee guida è cresciuto con gli anni, di pari passo con l'ampliarsi della nostra esperienza. Sebbene questi appunti siano sempre a carattere "rudimentale", sono stati ben accolti dai nostri clienti e oggi si presentano in un quaderno di 70 pagine di Note applicative scaricabile dal nostro sito. Nel corso degli anni i progressi della tecnologia dei semiconduttori e la tendenza verso un'elettronica digitale altamente integrata hanno ridotto la base di conoscenza delle tecniche analogiche in molti laboratori di progettazione, università e scuole tecniche. I progetti dei circuiti analogici tradiscono spesso la mancanza di conoscenze pratiche, soprattutto relativamente alle tecniche applicate, ai test e alla misurazione oltre che alla comprensione del filtraggio e della soppressione del rumore. Pertanto, essendo degli esperti in materia, abbiamo avvertito l'esigenza di redigere un manuale tecnico più completo che potesse essere usato come riferimento sia dai progettisti hardware che dagli studenti. Informazioni sull'autoreSteve Roberts, Technical Director di RECOM, ha un'esperienza pluriennale ed è attivo su più fronti: risponde alle domande dei clienti, aiuta nello sviluppo, tiene presentazioni nei seminari, scrive articoli e realizza anche video YouTube.
DC/DC Book of Knowledge: Capitolo 1Introduzione alla regolazione della tensione ![]() Figura 1.1: Regolatore lineare a 3 pin - Diagramma a blocchi e piedinatura I moderni convertitori c.a/c.c. sono studiati per offrire una conversione efficiente dell'alimentazione al fine di produrre un'alimentazione c.c. controllata, sicura e ben regolata per numerosi strumenti, dispositivi e sistemi elettronici. Non è passato molto tempo da quando la tecnologia principale nella conversione dell'alimentazione era rappresentata da un trasformatore, un raddrizzatore e un regolatore lineare, ma così come il LED sta lentamente sostituendo la lampadina tradizionale, il convertitore c.c./c.c. sta gradualmente soppiantando il regolatore lineare e il controller di commutazione sul lato primario sta sostituendo il semplice trasformatore di rete a 50 Hz. Scarica per continuare a leggere oppure acquista il libro da DigiKey.
DC/DC Book of Knowledge: Capitolo 2Anelli di retroazione Figura 2.9: Forma d'onda di instabilità subarmonica Alcuni dei criteri di progettazione più importanti nel progetto di conversione di potenza c.c./c.c. sono i calcoli e le metodologie che entrano in gioco nella compensazione dell'anello di retroazione. Se i parametri dell'anello di retroazione non sono calcolati correttamente, il convertitore può presentare instabilità e problemi di regolazione. La funzione dell'anello di retroazione in un convertitore c.c./c.c. è quella di mantenere l'uscita a un valore fisso rispetto unicamente a un valore di riferimento, ossia indipendentemente dalle variazioni del carico, della tensione d'ingresso o delle condizioni ambientali. Scarica per continuare a leggere oppure acquista il libro da DigiKey.
DC/DC Book of Knowledge: Capitolo 3Comprendere i parametri della scheda tecnica Figura 3.1: Metodi di misurazione Ogni produttore che si rispetti fornisce una scheda tecnica a corredo del proprio prodotto, in cui sono riportati quanto meno i parametri operativi di base, le dimensioni generali e la piedinatura, ma per confrontare un convertitore c.c./c.c. con un altro facendo affidamento unicamente alle informazioni contenute nella scheda tecnica spesso è richiesta una capacità interpretativa e non un semplice confronto dei numeri. Scarica per continuare a leggere oppure acquista il libro da DigiKey.
DC/DC Book of Knowledge: Capitolo 4Protezione del convertitore c.c./c.c. Figura 4.2: Protezione dall'inversione di polarità con diodo in serie Come ricordato nella prefazione, una delle funzioni di un convertitore c.c./c.c. è quella di proteggere l'applicazione. Al livello più semplice, questa protezione consiste nell'abbinare il carico all'alimentazione primaria e nello stabilizzare la tensione di uscita rispetto alle sovratensioni e sottotensioni in ingresso, ma un convertitore c.c./c.c. è anche un elemento importante per la protezione del sistema dai guasti. Ad esempio, la protezione da cortocircuito e la limitazione del sovraccarico sull'uscita non si limita ad arrestare il convertitore. Scarica per continuare a leggere oppure acquista il libro da DigiKey.
DC/DC Book of Knowledge: Capitolo 5Filtraggio di ingresso e uscita Figura 5.1: Schema delle interferenze generate dai convertitori c.c./c.c. Tutti i convertitori c.c./c.c. presentano tensione di ripple di uscita a causa della carica e della scarica del condensatore di uscita in concomitanza con gli impulsi di energia dall'oscillatore interno. Il ripple sull'uscita ha una frequenza pari o doppia rispetto alla frequenza di oscillazione principale, in base alla topologia, ed è tipicamente tra 100 e 200 kHz. Sovrapposti a questa tensione di ripple troviamo picchi di tensione di commutazione con frequenza più alta nell'ordine dei MHz. Scarica per continuare a leggere oppure acquista il libro da DigiKey.
DC/DC Book of Knowledge: Capitolo 6Sicurezza Figura 6.4: Distanza minima in aria e distanza di isolamento Gli obiettivi principali delle varie norme e regolamentazioni sulla sicurezza sono di impedire incidenti con lesioni anche mortali o danni alla proprietà tramite la definizione dei livelli di protezione contro i seguenti possibili pericoli: elettrocuzione (detta anche folgorazione o scossa elettrica), trasferimento di energia pericolosa, fumo e incendio, lesioni fisiche, pericoli da radiazioni o chimici. I termini "pericolo" e "rischio" vengono spesso utilizzati come sinonimi. Scarica per continuare a leggere oppure acquista il libro da DigiKey.
DC/DC Book of Knowledge: Capitolo 7Affidabilità Equazione 7.1: Calcolo del tasso di guasti Quasi fin dall'avvento dell'elettronica, per l'utente si è rivelato essenziale sapere per quanto tempo questi dispositivi avrebbero funzionato correttamente. Dato che nessuno conosce il futuro, sono stati sviluppati dei metodi statistici per prevedere l'affidabilità di componenti, assiemi e dispositivi. Scarica per continuare a leggere oppure acquista il libro da DigiKey.
DC/DC Book of Knowledge: Capitolo 8Caratteristiche del LED Figura 8.4: Stringa di LED La prima regola in guerra è: "Impara a conoscere il tuo nemico". Lo stesso principio vale per i dispositivi di illuminazione allo stato solido (SSL): se non siamo in grado di capire il comportamento dei LED, non dobbiamo sorprenderci se la nostra applicazione non funzionerà. I LED sono dispositivi non lineari. Se si applica una bassa tensione a un LED non si ha conduzione. Scarica per continuare a leggere oppure acquista il libro da DigiKey.
DC/DC Book of Knowledge: Capitolo 9Idee per applicazioni c.c./c.c. Figura 9.5: Convertitori in cascata utilizzati per il monitoraggio delle condizioni delle batterie Molte applicazioni richiedono l'impiego di convertitori c.c./c.c. Sono così tante che si ritiene che il mercato mondiale supererà i 35 miliardi di dollari entro il 2020. Tuttavia per molti progettisti di circuiti, i convertitori c.c./c.c. sono come una "scatola nera", un componente atto solo a prestare una data funzione come qualsiasi altro componente, tipo un induttore o un transistor. Scarica per continuare a leggere oppure acquista il libro da DigiKey.
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