2 A4 Regolaori swiching I regolaori di ensione lineari hanno il grave difeo di non consenire il raggiungimeno di valori di efficienza paricolarmene elevai. Infai, in quese archieure gli elemeni di regolazione dissipano un quaniaivo di poenza u alro che rascurabile. Chiunque abbia uilizzao un regolaore lineare inegrao come il 7805, sa che quesi componeni possono facilmene raggiungere emperaure molo elevae, e necessiano sempre l uilizzo di un dissipaore. a ricerca coninua, in ambio indusriale, di regolaori sempre più efficieni ha condoo alla realizzazione dei cosiddei regolaori swiching o SMPS (Swiching Mode Power Supply). Un regolaore di ipo swiching può raggiungere valori di efficienza superiori al 95%, bel al di sopra di quano si possa oenere con le migliori realizzazioni di naura lineare. In quesa unià verranno prese in esame le fondamenali archieure di regolaori swiching: sep down e sep up. Sebbene esisano mole alre archieure più sofisicae, quese due sono alla base di qualsiasi uleriore sviluppo. A4.1 Generalià Come si è viso nella prima unià di queso modulo, un regolaore di ensione è un circuio il cui scopo è quello di rasformare un livello di ensione coninua in ingresso V in, soggeo a fluuazioni imprevedibili e indesiderae, in una ensione di uscia V ou esene da ali fluuazioni e in genere di valore diverso. o schema conceuale generale di un regolaore lineare è riporao nella figura A4.1. Figura A4.1 Schema generale di un regolaore lineare di ensione. R S I ou V in I S R V ou In queso schema è possibile regolare la ensione di uscia agendo sulla resisenza R S oppure sulla correne I S. In generale si possono adoare due sraegie per il conrollo. Conrollo di ipo parallelo. Si agisce sul valore della correne I S manenendo cosane il valore di R S. In queso modo la poenza dissipaa dal converiore assume la seguene espressione: P DC DC = V ou I S + R S (I ou + I S ) 2
A1 Regolaori swiching 3 Si può noare come la poenza dissipaa dal converiore (escluso quindi il carico R ) non si annulla neanche nel caso esremo in cui si ponga I S = 0. Conrollo di ipo serie. Se invece si elimina il generaore di correne (I S = 0) e si agisce sul resisore R S, l espressione della poenza dissipaa assume la seguene forma: P = V2 RS DC DC in R + R Quesa espressione si annulla nei casi R S = 0 e R S =. Si raa ovviamene di casi limie, poiché in enrambe le siuazioni la regolazione della ensione di uscia di fao cessa. Quesa paricolarià del conrollo di ipo serie è alla base dello sviluppo dei regolaori di ipo swiching. A4.2 Il converiore Buck ( ) In un regolaore swiching l elemeno resisivo viene sosiuio da un disposiivo di commuazione a semiconduore, per esempio un MOSFET. Queso disposiivo possiede un valore resisivo molo basso se viene fao condurre in zona ohmica, e molo alo quando è inerdeo. Il MOSFET viene quindi fao lavorare in commuazione, a una frequenza che può assumere valori dell ordine della decina di khz: in queso modo la dissipazione di poenza nel disposiivo rimane esremamene limiaa. a ensione coninua di ingresso viene converia dal ransisor in un onda reangolare, di frequenza pari alla frequenza di commuazione del ransisor sesso. A valle del MOSFET, prima del carico R, viene quindi poso un filro passa basso di ipo non dissipaivo, per esempio un filro passivo C, per esrarre il valore medio dell onda reangolare e produrre in uscia una ensione v ou coninua del valore desiderao. Quano deo è mosrao schemaicamene nella figura A4.2. Queso ipo di regolaore prende il nome di regolaore di ipo buck o sep down, in quano la ensione di uscia è necessariamene più bassa di quella di ingresso. Il pregio principale di queso ipo di archieura è il valore paricolarmene elevao di efficienza rispeo alle archieure di ipo lineare: infai sia il ransisor che il filro passivo dissipano un quaniaivo di poenza esremamene limiao. S Q D Q Elemeno serie Filro passa basso Figura A4.2 Schema di un regolaore swiching di ipo buck o sep down. C in A P C P D R R v ou
4 Modulo A Alimenaori sabilizzai analisi del funzionameno del circuio può essere svola separando la fase in cui il ransisor è in conduzione (inerruore chiuso) da quella in cui il ransisor è inerdeo (inerruore apero). A queso scopo si faccia riferimeno allo schema riporao nella figura A4.3. Si noi come l analisi così svola è di ipo saico, cioè ipoizza che in ciascuna fase si siano esaurii i ransiori di commuazione. Ipoizzeremo inolre che la ensione di ingresso sia cosane: = V in. Figura A4.3 Schema semplificao di un regolaore sep down. Q D R A P C P R v ou Inerruore chiuso (ransisor in conduzione). Quando il ransisor Q è in conduzione il diodo D R è polarizzao inversamene ( v D = V in VQ(on) ) e non conduce. Il circuio può essere rappresenao come nella figura A4.4. Figura A4.4 Regolaore sep down. Transisor Q in conduzione. Q D R A P C P R v ou Dal momeno che si può facilmene oenere V Q(on) 0 il poenziale del nodo A, v A, assume il seguene valore: v A = v D V in [A4.1] A ransiorio esaurio la ensione ai capi dell induore P vale: v = V in VQ(on) v ou [A4.2] Inerruore apero (ransisor inerdeo). Quando il ransisor Q è inerdeo il diodo D R è polarizzao direamene e conduce (v D = V γ ). Il circuio può essere rappresenao come nella figura A4.5. Figura A4.5 Regolaore sep down. Transisor Q inerdeo. Q A P C P D R R v ou Il diodo enra in conduzione perché, al momeno della commuazione del ransisor, l induore P non può modificare il proprio flusso di correne isananeamene, ma deve scaricarsi gradualmene. Perché queso accada, il poenziale del nodo A cambia bruscamene segno e divena negaivo, anche se di poco (V γ 0) affinché la correne
possa coninuare a scorrere nell induore nello sesso verso: v A = v D = V γ 0 [A4.3] Dal momeno che, non variando la correne, non varia nemmeno la ensione di uscia, queso cambio di segno si riflee nella ensione ai capi dell induore sesso, che si invere: v = v ou V γ [A4.4] Tensione e correne di uscia. Il poenziale del nodo A del regolaore sep down, v A, assume quindi l andameno di un onda reangolare con frequenza e duy cycle pari a fequenza e duy cycle del segnale CMD che comanda la commuazione del ransisor Q. Se la frequenza di queso segnale, f CMD = 1 = 1, è molo mag- T + T T 1 maggiore della frequenza di aglio del filro C, fp =, cioè se risula 2π PCP f CMD >> f P allora la ensione di uscia del regolaore sep down sarà pari al valore medio della ensione v A, in quano ue le componeni armoniche di v A verranno soppresse dal filro sesso. Si oiene quindi: v ou v A δ Vin [A4.5] T dove si ha ON TON δ = =. T + T T ON OFF Se la ensione di uscia è sosanzialmene cosane, alreano cosane risula essere la correne che araversa il carico R : off A1 Regolaori swiching 5 on i R vou va δv = R R R in [A4.6] Quano appena illusrao è rappresenao nella figura A4.6. V in δv in v A v ou T ON T T OFF Figura A4.6 Poenziale del nodo A (raccia nera) e ensione di uscia (raccia blu) del converiore sep down. e correni dell inerruore Inerruore chiuso (ransisor in conduzione). Quando l inerruore è chiuso, la ensione ai capi dell induore vale, a ransiorio esaurio (si veda la [A4.2]): v = V in VQ(on) δ V in (1 δ) Vin valore che, essendo cosane, deermina nell induore una correne lineare che ha la seguene espressione: ( 1 δ ) Vin i() = i( 0) + P
6 Modulo A Alimenaori sabilizzai Al ermine del periodo di conduzione la correne assume il seguene valore: ( 1 δ ) V i( TON) = i( 0) + P in T = i ON 1 [A4.7] Inerruore apero (ransisor inerdeo). Quando il ransisor Q è inerdeo, la ensione ai capi dell induore vale, a ransiorio esaurio (si veda la [A4.4]): v = δ V in Vγ δ V in a correne nell induore inizia quindi a diminuire linearmene, e assume la seguene espressione: δv i () = i1 ( 0) in P raggiungendo, dopo T off secondi dalla commuazione, il valore: δvin i( Ton + Toff ) = i( T) = i ( Ton + Toff ) = i 1 2 P [A4.8] Figura A4.7 Correni nell induore (raccia nera), nel carico (raccia blu) e nel condensaore (raccia grigia) del regolaore sep down. ( +i 2 )/2 i i R i C i 2 T T ON T OFF escursione di correne nell induore vale perciò: V Δ i = i i = δ 1 2 in P T [A4.9] Si può dimosrare che la correne che scorre nel carico R è pari al valore medio ra e i 2 : i1+ i2 ir [A4.10] 2 la variazione di correne nell induore, Δ i, verrà quindi ineramene assorbia dal condensaore. Quesa siuazione è mosraa nella figura A4.7.
A1 Regolaori swiching 7 Forme d onda del converiore buck Quano finora illusrao viene riassuno graficamene nella figura A4.8. Ricordando l analisi svola si può noare come il ransisor Q conduce durane la fase di carica dell induore, menre la scarica avviene araverso il diodo di ricircolo D R. Il diodo e il ransisor infai enrano in conduzione in modo alernaivo. v CMD Figura A4.8 Forme d onda del regolaore sep down. v Q i Q v A i 2 v A1 v A2 v D i D i 2 v (1-δ)V in -δv in i i 2 T on T off T Il poenziale v A assume quindi la forma di un onda reangolare di ampiezza sosanzialmene pari a V in. Il valore medio di ques onda reangolare viene quindi oe- nuo in uscia araverso il filro passa basso. A4.3 Crieri di progeo di un converiore buck Anziché proporre un elenco di formule per il dimensionameno di un converiore sep down, si preferisce condurre l analisi di un caso reale uilizzando Mulisim. o schema proposo può essere facilmene riadaao a mole siuazioni praiche modificando la frequenza di aglio del filro e la scela di MOSFET e diodo, quando non siano preseni specifiche roppo sringeni o che riguardino roppi parameri del circuio. Si consideri il circuio mosrao nella figura A4.9. Essa ripora lo schema, realizzao con Mulisim, di un regolaore sep down: si raa di una rielaborazione (e semplificazione) del circuio di esempio di regolaore sep down Buck_VM.ms11 reperibile nella carella samples, seguendo il percorso SMPS Circuis\Transien Analysis. Il regolaore uilizza il MOSFET di poenza a canale N IRFP044N, caraerizzao da ensione di soglia V h compresa ra V h(min) = 2 V e V h(max) = 4 V, ensione mas-
8 Modulo A Alimenaori sabilizzai sima ra gae e source V GS(max) = 20 V, poenza massima dissipaa P D(max) = 120 W, massima correne di drain I D(max) = 37 A e massima resisenza drain-source in conduzione R DS,ON(max) = 20 mω (i dai sono fornii da Inernaional Recifier). Il diodo di ricircolo è un diodo Schoky di poenza caraerizzao da una ensione di soglia V γ piuoso bassa (V γ(yp) = 0,35 V con correne direa I F = 1 A e emperaura della giunzione T j = 25 C, dai fornii da ON Semiconducor). Figura A4.9 Regolaore sep down realizzao con Mulisim. e caraerisiche del MOSFET e del diodo fanno sì che si possa avere con oima approssimazione v A(ON) V in = 3,2 V e va(off) 0 V. a frequenza di aglio del filro passivo vale: f P Si può inolre noare il ipico andameno della risposa di un sisema del secondo ordine con poli complessi coniugai a pare reale negaiva, quale è in effei il filro C compleo di carico R. Si possono facilmene ricavare la pulsazione naurale della coppia di poli, lo smorzameno ζ e quindi la massima sovraelongazione per- 1 1 = = 2π C 2π 200 10 220 10 P P 6 6 758 Hz per cui risula, come è necessario che sia, f CMD = 50 khz >> f P. Per condurre la simulazione si è poso inizialmene δ = 0,75. Inolre si è scelo un valore della ensione di comando molo maggiore della ensione di soglia, per spingere il più possibile il MOSFET in zona ohmica. a simulazione (Transien Analisys) è saa svola in un inervallo di empo d0 ms. I risulai sono riporai nei segueni grafici. Andameno della ensione di uscia. a figura A4.10 mosra l andameno nel empo della ensione di uscia del regolaore. Dal momeno che si ha V in = 3,2 V ci si aspea per la ensione di uscia il valore di regime v ou ( ) = δ V in = 0,75 3,2 = 2,4 V. a simulazione resiuisce il valore v ou (0,01) = 2,32 V, in oimo accordo con la previsione.
cenuale sul valore di regime, M %, e il empo di assesameno al 95% del sisema, T A,0.05 : Dal momeno che si ha v ou (0,01) = 2,32 V ci si aspea v ou(max) = (1 + 0,684) v ou (0,01) = 1,684 2,32 3,9 V. Dall analisi del grafico si ricava v ou(max) = 3,83 V. Per il empo di assesameno si oiene infine: T ω n A,0,05 1 1 = = C 200 10 220 10 P 1 P 1 ς = = 2R C 8 1 1 ln ( 0,05 ) ln( 0,05) 5,2 ms ωξ 4800 0,12 n P P 200 10 200 10 6 6 = 0,12 M = 100e = 100e 1 0,12 = 68, 4% % Si verifica facilmene dall esame del grafico come in effei l assesameno si verifichi in circa 5 ms. 6 6 πξ 0,12π 1 ξ 2 2 A1 Regolaori swiching 9 4800 rad s Figura A4.10 Andameno della ensione di uscia del regolaore sep down. Tensione di uscia a regime e ensione v A. a figura A4.11 mosra la relazione ra la forma d onda della ensione v A e il valore della ensione di uscia v ou a regime. Si noa facilmene come il valore della ensione di uscia corrisponda effeivamene al valore medio della ensione v A. Correni nell induore, nel condensaore, nel carico. a mosra infine le correni a regime nell induore P, nel condensaore C P, nel carico R. Si ricavano innanziuo dal grafico i valori delle correni e i 2 : = 610 ma i 2 = 546 ma Si vede poi come la correne nel carico risuli sosanzialmene cosane e pari a: i R i + i = 2 1 2 0,61+ 0,546 = = 578 ma 2
10 Modulo A Alimenaori sabilizzai Infine si vede come la correne che araversa il condensaore vari ra i valori i C,1 = 32 ma e i C,2 = 32 ma. Figura A4.11 Relazione ra ensione di uscia (raccia blu) e ensione v A (raccia nera). Soppressione delle oscillazioni della ensione di ingresso Per concludere l analisi del funzionameno di un regolaore swiching di ipo sep down, si opera una modifica del circuio della figura A4.9, inserendo in serie al generaore V in un generaore sinusoidale di ampiezza VN = 0,1 V e frequenza F N = 5000 Hz. Il nuovo circuio è riporao nella figura A4.13. Il generaore sinusoidale simula di fao la presenza di oscillazioni indesiderae nella ensione di ingresso : si oiene infai per il nuovo circuio = V in + VN sin(2π f N ) = 3,2 + 0,1 sin(2π 5000 ). Figura A4.12 Correni nell induore (raccia nera), nel carico (raccia blu) e nel condensaore (raccia grigia) del regolaore sep down. I risulai della simulazione, riporai nella figura A4.14, sono esremamene ineressani. Si vede infai come l oscillazione in ingresso venga sosanzialmene soppressa dal circuio. Queso avviene perché l oscillazione inrodoa ha una frequenza f N = 5000 Hz significaivamene maggiore della frequenza di aglio del filro passa basso (f P = 758 Hz)). Dal momeno che l oscillazione non modifica il valore medio
della ensione di ingresso, il valore della ensione di uscia a regime non cambia. Nauralmene oscillazioni a frequenza minore di f P non verrebbero soppresse, e si ripresenerebbero sosanzialmene inalerae nella forma d onda d uscia. In ogni caso il regolaore sep down si dimosra capace di assorbire oscillazioni indesiderae nella ensione di ingresso, almeno a frequenze sufficienemene ale. A1 Regolaori swiching 11 Figura A4.13 Regolaore sep down con generaore sinusoidale in ingresso. Figura A4.14 Tensione di ingresso (raccia nera) e ensione di uscia (raccia blu) del regolaore della figura A4.13. A4.4 Il converiore Boos Un regolaore sep up (o regolaore boos) è in grado di produrre una ensione di uscia v ou di valore superiore alla ensione di ingresso v ou. o schema di un regolaore sep up è riporao nella figura A4.15. C in Q A D Q D R C R v ou Figura A4.15 Schema di un regolaore sep up o boos.
12 Modulo A Alimenaori sabilizzai Come nel caso dei regolaori sep down, l analisi del funzionameno del circuio può essere svola separando la fase in cui il ransisor è in conduzione (inerruore chiuso) da quella in cui il ransisor è inerdeo (inerruore apero). Figura A4.16 Schema semplificao di un regolaore sep up. A Q D R C R v ou Si faccia riferimeno a al proposio alla figura A4.16. Si noi come l analisi così svola è anche in queso caso di ipo saico, cioè ipoizza che in ciascuna fase si siano esaurii i ransiori di commuazione. Ipoizzeremo inolre, come per il regolaore sep down, che la ensione di ingresso sia cosane: = V in. Inerruore chiuso (ransisor in conduzione). Quando il ransisor MOSFET conduce (in zona ohmica), il diodo non conduce. Quesa siuazione è rappresenaa nella figura A4.17. Si ha infai: v A = V Q(on) 0 V [A4.11] e quindi v D = v ou. a ensione ai capi dell induore coincide quindi con la ensione di ingresso: v = = V in [A4.12] Essendo v cosane, la correne nell induore aumena linearmene secondo la seguene espressione: i () = i ( 0 Vin ) + e al ermine del periodo di conduzione assume il seguene valore: i ( T ) = i ( 0 Vin ON ) + = T i ON 1 [A4.13] Figura A4.17 Regolaore sep up. Transisor Q in conduzione. A Q D R C R v ou Dall alro lao del circuio, il condensaore C si scarica sul resisore R, deerminando ovviamene la presenza di un ripple residuo nella forma d onda della ensione di uscia. È necessario che il valore della capacià C risuli sufficienemene alo, affinché la correne che il condensaore cede al carico durane il periodo T ON deermini una diminuzione minima della ensione ai capi del condensaore sesso. Inerruore apero (ransisor inerdeo). Quando il ransisor Q è inerdeo il diodo D è polarizzao direamene e conduce. Quesa siuazione è rappresenaa nella figura A4.18.
A1 Regolaori swiching 13 A Figura A4.18 Regolaore sep up. D R Transisor Q inerdeo. Q C R v ou Il diodo enra in conduzione perché, al momeno della commuazione del ransisor, l induore non può modificare il proprio flusso di correne isananeamene, ma deve scaricarsi gradualmene. Perché queso accada, la ensione ai capi dell induore cambia bruscamene segno e divena negaiva, affinché la correne possa coninuare a scorrere nell induore nello sesso verso. Si ha quindi: v A = v ou + V γ v ou [A4.14] e di conseguenza: v = (v ou + V γ ) V in vou [A4.15] Si noi come debba essere necessariamene v < 0, e quindi risuli: V in < vou [A4.16] A causa dell elevao valore del condensaore C, la ensione di uscia rimane cosane anche durane il periodo di inerdizione del ransisor. a correne nell induore allora decresce linearmene secondo la relazione: ()= + i i v e al ermine del periodo di inerdizione assume il seguene valore: 1 V in ou v in ou ( + ) = ( ) i T T i ON OFF V T + T = i 1 ON OFF 2 [A4.17] Tensioni di ingresso e di uscia. Quano appena descrio permee di ricavare la relazione ingresso uscia di un regolaore sep up. Infai, se a regime la ensione di uscia v ou è cosane, ed è cosane anche la ensione di ingresso V in, allora l escursione della correne nell induore durane il periodo di conduzione di Q deve eguagliare con segno opposo quella che si verifica durane il successivo periodo di inerdizione: Δ i (T ON ) = Δ i (T OFF ) [A4.18] ovvero, in ermini di ensione, ricordando che per un induore si ha 1 i() = v ( τ) dτ : 0 v (on) T ON = v (off) T OFF e quindi: V inton = (V in vou )T OFF
14 Modulo A Alimenaori sabilizzai da cui si ricava, con semplici passaggi: TON con δ =. T + T ON OFF v ou Vin = 1 δ [A4.19] a figura A4.19 mosra graficamene la relazione ra il duy cycle δ del segnale di vou comando del ransisor Q e il rapporo. v in Figura A4.19 Relazione ra duy cycle e rapporo ingresso/uscia del regolaore. 1 000 100 Vou / Vin 10 1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Nauralmene non è pensabile che un regolaore boos reale possieda una caraerisica ingresso uscia uguale a quella della figura A4.19. In al caso infai si porebbe aumenare indefiniamene il valore della ensione di uscia semplicemene aumenando il duy cycle del segnale di comando. Nella praica l andameno è quello mosrao nella figura A4.20. Figura A4.20 Caraerisica di un regolaore sep up reale (raccia nera). 1 000 100 Vou / Vin 10 1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Forme d onda del regolaore sep up Quano finora illusrao viene riassuno graficamene nella figura A4.21. È facile noare le forissime analogie con i segnali relaivi al converiore sep down, così come le significaive differenze illusrae nel paragrafo precedene. A1 Regolaori swiching 15 v CMD Figura A4.21 Forme d onda di un regolaore sep up. v Q i Q v A i 2 v ou v D i D i 2 v V in -(δv in )/(1-δ) i i 2 T on T off T A4.5 Il converiore Buck-Boos Un regolaore buck-boos combina l archieura di un regolaore sep down e di un regolaore sep up. Uno schema di principio è riporao nella figura A4.22. Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 C R v ou Figura A4.22 Schema di principio di un converiore buck-boos. ogica di conrollo
16 Modulo A Alimenaori sabilizzai Il funzionameno del circuio è molo semplice, una vola che si sia compreso il funzionameno dei regolaori buck e boos separaamene. Infai, i ransisor Q 1 e Q 2 cosiuiscono la sezione sep down, menre i ransisor Q 3 e Q 4 realizzano la sezione sep up. Il funzionameno del regolaore si può schemaizzare come segue: Regolaore sep down. Il ransisor Q 4 rimane sempre in conduzione, menre il ransisor Q 3 rimane sempre inerdeo. Il ransisor Q 1 carica l induore durane la sua fase di conduzione, menre il ransisor Q 2 ne permee la scarica, svolgendo la funzione di un diodo di ricircolo. Regolaore sep up. Il ransisor Q 1 rimane sempre in conduzione, menre il ransisor Q 2 rimane sempre inerdeo. Il ransisor Q 3 permee la carica dell induore durane la sua fase di conduzione, menre il ransisor Q 4 ne permee la scarica. A4.6 Confrono ra regolaori lineari e regolaori swiching Nella precedene unià si è viso come i regolaori lineari di ipo DO, caraerizzai da un valore molo basso di ensione di dropou, siano caraerizzai da valori di efficienza neamene superiori rispeo ai semplici regolaori lineari come il 7805. In paricolare si è svolo il calcolo dell efficienza per il modello TPS76333, ricavando il valore η = 75,99% a frone di un valore di η = 14,9% oenuo con il 7805. Per valuare le performance di un regolaore swiching, si prenda in esame il grafico riporao nella figura A4.23, che mosra l efficienza al variare della correne assorbia dal carico di un regolaore sep down prodoo da Texas Insrumens. Figura A4.23 Efficienza di un regolaore sep down prodoo da Texas Insrumens. Efficiency (%) 96 94 92 90 88 86 T A = 25 C V OUT = 1.8 V f SW = 500 khz 84 V IN = 5 V 82 V IN = 12 V V IN = 17 V 80 2 3 4 5 6 7 8 9 10 oad Curren (A) G000 Come si può noare, i valori di efficienza possono superare anche di veni puni percenuali quelli di un regolaore DO, confermando l elevaissima efficienza di quesa caegoria di disposiivi.
Tes di verifica Quesii a risposa apera A1 Regolaori swiching 17 1. Illusrare l idea alla base di un regolaore sep down, disegnandone uno schema di massima. 2. Descrivere il principio di funzionameno di un regolaore sep down, separando l analisi nelle due fasi di funzionameno (ransisor in zona ohmica, ransisor inerdeo). 3. Ricavare la relazione ingresso uscia di un regolaore sep down. 4. A quale condizione un regolaore sep down è in grado di sopprimere oscillazioni indesiderae nella ensione di ingresso? 5. Disegnare le forme d onda di un regolaore sep down, commenandole opporunamene. 6. Disegnare lo schema di un regolaore sep up, commenandolo opporunamene. 7. Descrivere il principio di funzionameno di un regolaore sep up, separando l analisi nelle due fasi di funzionameno (ransisor in zona ohmica, ransisor inerdeo). 8. Ricavare la relazione ingresso uscia di un regolaore sep up. 9. Disegnare le forme d onda di un regolaore sep up, commenandole opporunamene. 10. Disegnare lo schema di un regolaore buck-boos, commenandolo opporunamene. Eserciazioni Quesii a scela mulipla Scegliere la risposa correa ra quelle propose. 1. Un regolaore swiching riesce a oenere un elevaa efficienza grazie a: a uilizzo di soli componeni passivi. b uilizzo di componeni reaivi e ransisor in commuazione. c uilizzo di diodi Schoky. d uilizzo di componeni molo piccoli. 2. Per regolare la ensione di uscia di un regolaore sep down occorre: a Variare il valore del carico in uscia. b Variare il valore della ensione di ingresso. c Variare il duy cycle del segnale di comando del ransisor. d Variare il valore dell induanza del filro. 3. Affinché un regolaore sep down possa aenuare le oscillazioni della ensione di ingresso occorre che risuli: a f P f N b c d f P << f N f P >> f N Nessuna delle precedeni.
18 Modulo A Alimenaori sabilizzai Eserciazioni 4. a correne che araversa il carico di un regolaore sep down è: a Cosane. b Nulla. c Uguale a quella che araversa l induore. d Nessuna della precedeni. 5. Un regolaore sep up: a Permee di regolare a piacere la ensione di uscia. b Permee di oenere ensioni di uscia maggiori o minori della ensione di ingresso. c Permee di oenere solo ensioni superiori a quelle di ingresso. d Permee di oenere solo ensioni minori di quelle di ingresso. 6. Un regolaore sep up reale: a Per valori elevai di duy cycle produce una ensione di uscia nulla. b Per valori elevari di duy cycle si compora come un regolaore sep down. c Per valori elevai di duy cycle produce una ensione di uscia uguale a quella di ingresso. d Nessuna delle precedeni. 7. Un regolaore buck-boos: a Deve necessariamene uilizzare dei ransisor al poso dei diodi. b Dissipa necessariamene più poenza di un regolaore sep up o sep down. c È sempre più efficiene di un regolaore sep down. d Nessuna delle precedeni.