Ridurre la Capacità di Ingresso di un Convertitore Buck con il Multi-Phasing e la Sincronizzazione del Clock



Documenti analoghi
1.1 Identificazione del campo di operatività di un motore AC brushless. Sia dato un motore AC brushless isotropo di cui siano noti i seguenti dati:

1 Laser Doppler Velocimetry

Regolatori di pressione elettroidraulici e regolatori di portata,

Appunti Sui Transistor A Giunzione Bipolare

Esercitazione di Controlli Automatici 1 n 3

Regime Permanente. (vedi Vitelli-Petternella par. VI.1,VI.1.1,VI.2)

Lezione 20. Progetto per sistemi a fase minima. F. Previdi - Automatica - Lez. 20 1

Richiami sui sistemi lineari

La retroazione negli amplificatori

Circuito Simbolico. Trasformazione dei componenti

Liste di specie e misure di diversità

Capitolo IV L n-polo

Definizione delle specifiche per un sistema di controllo a retroazione unitaria

ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA (C.I.) Modulo di Elettronica. Lezione 3. a.a

AMPLIFICATORI. Esp

Trasformata di Laplace ESEMPI DI MODELLIZZAZIONE

La potenza assorbita dalla pompa per sollevare il liquido dal serbatoio a valle al serbatoio a monte si calcola con la relazione

INDICI DI VARIABILITÀ. Proprietà essenziali

Corso di Microonde II

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TERAMO

RISPARMIO ENERGETICO

Macchine. 5 Esercitazione 5

Ministero della Salute D.G. della programmazione sanitaria --- GLI ACC - L ANALISI DELLA VARIABILITÀ METODOLOGIA

Descrizione generale di Spice

AMPLIFICATORI. Esp

Lezione 10. L equilibrio del mercato finanziario: la struttura dei tassi d interesse

Note su alcuni principi fondamentali di macroeconomia Versione parziale e provvisoria. Claudio Sardoni Sapienza Università di Roma

Analisi ammortizzata. Illustriamo il metodo con due esempi. operazioni su di una pila Sia P una pila di interi con le solite operazioni:

Circuiti di ingresso differenziali

Filtro passa-basso con celle RC attive

LA COMPATIBILITA tra due misure:

Soluzione esercizio Mountbatten

Lezione 12. Regolatori PID

CINEMATICA DEL CORPO RIGIDO

Prova di verifica parziale N Ott 2008

Esercizi sul moto del proiettile

Dipartimento di Economia Aziendale e Studi Giusprivatistici. Università degli Studi di Bari Aldo Moro. Corso di Macroeconomia 2014

La spettroscopia Raman spettroscopia ottica spettroscopia di assorbimento spettroscopia di fluorescenza o di luminescenza

PROCEDURA INFORMATIZZATA PER LA COMPENSAZIONE DELLE RETI DI LIVELLAZIONE. (Metodo delle Osservazioni Indirette) - 1 -

3. Catene di Misura e Funzioni di Trasferimento

Mappatura della temperatura superficiale terrestre con i dati NOAA-AVHRR

Diagramma circolare di un motore asincrono trifase

DIPLOMA A DISTANZA IN INGEGNERIA ELETTRICA CORSO DI ELETTRONICA INDUSTRIALE DI POTENZA II Lezione 35

Strutture deformabili torsionalmente: analisi in FaTA-E

Prova di verifica n.0 Elettronica I (26/2/2015)

Aritmetica e architetture

Ama il tuo Seno. Prevenire, cioè amare il proprio seno

Trasformazioni Elementari 2D

Il rischio di investimento per annualità vitalizie differite

commutazione induttiva (carico induttivo); commutazione capacitiva (carico capacitivo).

MECCANICA DEI SISTEMI

Trigger di Schmitt. e +V t

Condensatori e resistenze

Capitolo. Il comportamento dei sistemi di controllo in regime permanente. 6.1 Classificazione dei sistemi di controllo. 6.2 Errore statico: generalità

Dipartimento di Statistica Università di Bologna. Matematica finanziaria aa lezione 13: 24 aprile 2013

Il nucleo di kubettone. Integrazione nel sistema MMAS per profilare il target ideale. Un processo in 4 semplici passi: Azienda Sponsor

Sintesi tramite il luogo delle radici

RETI TELEMATICHE Lucidi delle Lezioni Capitolo VII

POLITECNICO DI BARI - DICATECh Corso di Laurea in Ingegneria Ambientale e del Territorio IDRAULICA AMBIENTALE - A.A. 2015/2016 ESONERO 15/01/2016

MST_K12_INV. Regolatore di velocita per motori in CC con comando esterno della inversione della rotazione. Manuale d uso e d installazione

Capitolo 7. La «sintesi neoclassica» e il modello IS-LM. 2. La curva IS

Trasformatore monofase. Le norme definiscono il rendimento convenzionale di un trasformatore come: = + Perdite

Elettricità e circuiti

IDROLISI [CH COOH][OH 3 [CH COO ][H O] ] K eq [H 2 O] [CH COO ] K i. K [CH 3COOH] K w K w. [CH 3COO ] [H ] K a K K w

Lezione 2. Campionamento e Aliasing. F. Previdi - Controlli Automatici - Lez. 2 1

CARATTERISTICHE DI PERICOLO PER I RIFIUTI

Teorema del Limite Centrale

SCHEDA TECNICA DI VALUTAZIONE

PROGETTO E VERIFICA DI UN LIMITATORE DI GUADAGNO DI PRECISIONE

NOTE DALLE LEZIONI DI STATISTICA MEDICA ED ESERCIZI CONFRONTO DI PIU MEDIE IL METODO DI ANALISI DELLA VARIANZA

Metodologie informatiche per la chimica

Errori di misura. è ragionevole assumere che una buona stima del valore vero sia la media

IL PREDIMENSIONAMENTO DELLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO prof. Luis Decanini

Esercitazioni del corso: STATISTICA

Il diagramma PSICROMETRICO

INDICI DI DISPERSIONE

d y d u + u y des C(s) F(s) Esercizio 1 Si consideri lo schema di controllo riportato in figura:

Lavoro ed Energia. Scorciatoia: concetto di energia/lavoro. devo conoscere nel dettaglio la traiettoria: molto complicato!!!

I VALORI MEDI MEDIE COME CENTRI

Le ipotesi di base che si utilizzano sono le stesse quattro già viste con riferimento al caso della flessione semplice e cioè:

Soluzioni per lo scarico dati da tachigrafo innovativi e facili da usare.

5 Secondo principio della termodinamica Motori termici Rendimenti termici Secondo principio della termodinamica secondo

Statistica e calcolo delle Probabilità. Allievi INF

Relazioni tra variabili: Correlazione e regressione lineare

Esercizi sulle reti elettriche in corrente continua (parte 2)

Regime Permanente. (vedi Vitelli-Petternella par. VI.1,VI.1.1,VI.2)

Corrente elettrica e circuiti

Principi di ingegneria elettrica. Lezione 6 a. Analisi delle reti resistive

LA VALUTAZIONE DELLA RISERVA SINISTRI NELLE ASSICURAZIONI DANNI: METODI ATTUARIALI DETERMINISTICI E STOCASTICI

Risoluzione quesiti I esonero 2011

5: Strato fisico: limitazione di banda, formula di Nyquist; caratterizzazione del canale in frequenza

Cinematica: soluzioni. Scheda 4. Ripetizioni Cagliari di Manuele Atzeni info@ripetizionicagliari.it

Linearità. linearità = omogeneità + additività. matematica lineare fra causa ed effetto. Elemento lineare: presenta una relazione

Tensioni variabili nel tempo e Oscilloscopio

Studio grafico-analitico di una funzioni reale in una variabile reale

(Uninterruptible Power Supply, UPS hanno bisogno di una continuità di alimentazione con un certo ritardo

MACROECONOMIA A.A. 2014/2015

Introduzione e modellistica dei sistemi

TEST D INGRESSO MATEMATICA 24/05/2011

Transcript:

nformazon Prelmar Rdurre la Capactà d ngreo d un Converttore Buck con l Mult-Phag e la Scronzzazone del Clock NOA: Queto artcolo preenta formazon prelmar che poono eere oggette a varazon. Pertanto tutte le formazon contenute ono confdenzal e non poono eere dtrbute enza una precedente approvazone da parte d Natonal Semconductor. Rev.5 8//7 Page of

nformazon Prelmar Rdurre la Capactà d ngreo d un Converttore Buck con l Mult-Phag e la Scronzzazone del Clock d. Hegarty, Applcaton Engeer, Low Voltage Power Management, Natonal Semconductor, ucon AZ ntroduzone Queto artcolo fornce una valutazone della capactà d greo d un converttore buck regolatore d tenone a canale golo o multplo. l condenatore d greo d un converttore buck è un componente crtco della catena d potenza per le egenze d getone del rpple d corrente e per le pecfche ul rpple della tenone ul bu d greo. Vene qud conderata la corrente rm del condenatore d greo ed eamando la forma d onda d un converttore buck a due canal dverrà faclmente dvduable l effetto d cancellazone del rpple e evdenzeranno e dtt mod d funzonamento che dpendono dall ampezza del duty cycle d ogn canale. Queto artcolo convalda anche vantagg ottenbl facendo operare pù converttor con fa dvere tra loro. Graze al mult-phag terlaccato l valore rm della corrente nel condenatore d greo rduce e la dmenone neceara per l condenatore, per un dato valore rcheto ul rpple della tenone d greo, è more. Queto è mportante poché la capactà del condenatore d fltro d greo può eere, una topologa buck convenzonale, partcolarmente elevata poché deve fornre la corrente ac commutata dallo wtch ul lato alto. vantagg teorc preentat vengono eemplarmente convaldat dalla realzzazone permentale d un converttore buck a due fa. l Converttore Buck a Canale Sgolo n Fgura appare lo chema della catena d potenza d un tpco converttore buck con tenone e corrente d ucta V o e o. component vengono conderat deal e non vengono motrat valor de parametrc parat come la retenza conduzone dello wtch, la CR C retence) dell duttanza, la ESR e la ESL equvalent ere ductance) del condenatore. Lo wtch ul lato alto S vene plotato per la durata t on con un rapporto del duty cycle dato da t V on o ) V Lo wtch ul lato bao S è plotato modo complementare con un rapporto. Entramb gl wtch operano con una frequenza d commutazone cotante f /, dove è l perodo d commutazone. l fltro d ucta è cottuto dall duttanza L f e dalla capactà C f mentre la capactà del fltro d greo è denomata C. Le corrent ne condenator d greo e d ucta ono C t) e Cout t), rpettvamente, con le polartà dcate. n Fgura vengono anche dcate le corrent ne dver tad del converttore. Fgura : Stad d Potenza del Converttore Buck Se tracurano le perdte la meda della corrente C greo è data da o ) S aume che la componente C della corrente d greo venga fornta dalla orgente d tenone d greo e che la componente AC dal condenatore del fltro d greo. racurando la corrente d rpple nell duttanza, l condenatore d greo, durante l tempo d conduzone d S, fornce una corrente d ampezza o. Vcevera, durante l tervallo, quando conduce S, l condenatore vene carcato da. Con le polartà delle corrent come dcato Fgura, queto può eere epreo come C ) #% % ) o t < t 3) < t Rev.5 8//7 Page of

nformazon Prelmar Qud l condenatore d greo è attraverato da una corrente a onda quadra con valore pcco-pcco d ampezza par ad o e ne conegue che la componente AC capactva della tenone d rpple rultante è una forma d onda trangolare con ampezza pcco-pcco pecfcata dalla equazone 4). l mamo della tenone d rpple lo ha al 5% del duty cycle ed è uguale a o /4f C. V ) ) o C ac pk pk 4), C f C La valutazone del blanco delle carche ul condenatore d greo porta alla eguente epreone ) ) 5) o Che reduce alla equazone ) vta precedentemente. l valore pcco-pcco della corrente d rpple nella duttanza L è dato da L V ) o Lmax Lm 6) L f pertanto l valore rm della corrente ul condenatore d greo è calcolable come egue C, rm & % / C t) dt,. ) * L. L - - ' / o t dt / Sottuendo la ) nella 7) e rolvendo arrva a # dt 7) & # ' L ) C, rm o 8) % l proceo d elezone del componente per l condenatore d greo può procedere conocendo queto rultato, relatvo al valore rm della corrente, la tenone C neceara e le pecfche ulla mama temperatura ambente. Fgura motra la curva che tracca l valore d C,rm funzone del duty cycle. L ae vertcale è normalzzato con rfermento ad o. n generale l duttanza d fltro vene celta modo tale che L ~,3 o ed l terme L equazone 8) dvent tracurable. Percò C,rm raggunge un mamo appromatvamente par a o / al 5% del duty cycle. Fgura : agramma del Valore RMS Normalzzato della Corrente nel Condenatore d ngreo Funzone del uty Cycle l Converttore Buck a ue Canal n Fgura 3 vene motrato lo chema della catena d potenza d un tpco converttore buck a due canal con gl gre conne parallelo e le due ucte dpendent con tenon e corrent d ucta par, rpettvamente a V o, V o e o e o. Gl ocllator ono cronzzat con una dfferenza d fae d 8 per avere una commutazone PWM terfaccata. canal ono controllat a frequenza cotante f e duty cycle arbtraro e dat dalle equazon 9). V V, o o 9) V V Un eempo d mplementazone pratca d queta topologa è l LM64 [] d Natonal Semconductor, regolatore buck acrono con doppa ucta, ampo tervallo d greo e con tegrato l FE del lato alto, controllo della corrente d pcco e rete d compenazone terna. n alternatva l LMxx [,3] è un monoltco totalmente crono della famgla wtcher, che opera corrente, che frega della funzonaltà ync-/yncout per rendere facle l operatvtà b-fae contente con lo chema d Fgura 3. Prodott correlat nel portafoglo d Natonal Semconductor ono regolator buck dopp LM564 ed LM77 [4-5] ed controllor buck cron LM657, LM633, LM645 ed LM648 [6-9]. Rev.5 8//7 Page 3 of

nformazon Prelmar L f o C o V o E evdente che l valor medo della corrente d greo totale è la omma de valor med delle corrent d greo ogn golo canale e pertanto V C C 8 L f o C o V o o o ) La corrente nel condenatore d greo, tracurando la corrente d rpple nelle duttanze durante gl tervall e è, rpettvamente, o e o. l condenatore vene carcato da per l tempo rmanente del perodo d commutazone ). GN Fgura 3: Converttore Buck con ue Canal ndpendent C t) & #& o & ) < t % o & ).5 < t %.5) < t %.5,.5) < t % ) Prendendo conderazone la forma d onda generale della corrente nel condenatore d greo d un converttore buck a due canal è poble dervare l uo valore rm. Ne fatt hanno e ca legat al valore operatvo de duty cycle e. Se entramb uperano l 5% le gle corrent ovrappongono. La fondamentale della frequenza del rpple è f e l ampezza rultante della tenone d rpple arà gnfcatvamente ferore d quella d uno tado buck non terlaccato..,.5 Conderamo la forma d onda della corrente ul condenatore d greo llutrate Fgura 4 per un buck a due canal che operano con duty cycle e mor d,5 e corrent d ucta o ed o. Ancora una volta la corrente è conderata potva e fluce vero l termale potvo del condenatore. Le corrent relatve a canal e ono colorate rpettvamente roo e blue. Per l blancamento delle carche ul condenatore d greo può dre che ) ) ) ) o o Che rduce alla epreone della corrente meda d greo della equazone ) vta opra. l valore rm della corrente ul condenatore d greo vene decrtta nella equazone 3). C, rm & # [ ' ] [ ' ] o dt o dt dt % ) 3) Sottuendo la ) nella 3) e emplfcando paa al rultato della equazone 4). ) o ) o o C, rm,.5 o 4) o o Fgura 4: Forme d Onda delle Corrent ul condenatore d greo, duty cycle,.5., >.5 Smlmente, quando duty cycle e ono entramb maggor d,5, component della corrente nel condenatore d greo ono motrat Fgura 5a) e dat da C t) # o & ) &.5) < t % o & ) < t % & & ) < t % &.5) o o.5,.5 < t % 5) Rev.5 8//7 Page 4 of

nformazon Prelmar C, rm, >.5 o ) ) [ ) )] o o o 7) o Se 5, allora le equazon 4) e 7) forncono lo teo rultato, pù precamente C,rm,5 o o ). Qud l valore rm della corrente nel condenatore d greo è zero e duty cycle ono entramb al 5% e le corrent d ucta ono ugual. Come prma la fondamentale della frequenza d rpple è f e l benefco che rcava dalla cancellazone della corrente d rpple è che vene rcheta una more capactà d greo. o a) La catca pù generale prevede d dover conderare quattro condzon operatve agguntve. ue ca hanno quando è ferore a,5, è uperore a,5, e,5) è uperore o ferore a. Gl altr due ca realzzano quando è more d,5, è maggore d,5, e,5) è maggore oppure more d. o o oo b) Fgura 5: Component a) e Forme d Onda b) della Corrente nel Condenatore d ngreo; per, >.5 3.,5, >,5,,5) < 4.,5, >,5,,5) Le forme d onda delle corrent applcabl ono traccatre Fgura 6 e Fgura 7. component della corrente nel condenatore d greo, l calcolo del valore rm e la la oluzone per ottuzone della ) ono fornt, con rfermento a ca 3 e 4 rpettvamente dalle epreon 8) e 9). C t) * ) o o ) < t,.5) ).5) < t o ) o < t,.5.5 < t,, La ommatora d quete component dà la corrente effettva del condenatore d greo come rappreentata Fgura 5b). l valore rm d queta corrente è C, rm &.5 o '.5) o %.5 [ ' ].5 dt o '.5) [ ' ] [ ' ] dt [ ' ] o.5 o dt o # dt 6) Sottuendo la ) e emplfcando ottene la oluzone eprea dalla equazone 7). C, rm ' % % -.5 % ) % % % - &.5 o [ ] o [ ] o [ ] ) ) [.5 )] o o dt.5 - o dt.5 - dt o o dt # 8) Rev.5 8//7 Page 5 of

nformazon Prelmar C t) * ) o o ) < t, o ) < t,.5).5) < t,.5 ).5 < t, o C, rm ' % % & o - o - [ ] dt [ ] ) ) ) o o o o o dt - dt # 9) 5. >.5,.5,.5) < 6. >.5,.5,.5) l rultato per le condzon 5 e 6 può eere ottenuto cambando e nelle equazon 8) e 9). La rappreentazone completa d C,rm che tene conderazone tutt gl cenar de duty cycle a cu è fatto rfermento fora ono preentat nella equazone ). Rev.5 8//7 Page 6 of

nformazon Prelmar o o o o a) a) o o o o o o o b) Fgura 6: Component a) e Forme d Onda b) della Corrente nel Condenatore d ngreo; per.5, >.5,.5) < b) Fgura 7: Component a) e Forme d Onda b) della Corrente nel Condenatore d ngreo; per.5, >.5,.5) C, rm,,, ) o o # o o o o o o & ) o & ) & o o f '.5and '.5 & ) o & ) & o o[ & ) & ) ] f >.5and >.5 & ) & )& [.5 & & )] f '.5and >.5and &.5) & ) o & ) o o & ) f '.5and >.5and &.5) & ) & )& [.5 & & )] f '.5and >.5and &.5) & ) & ) & ) f '.5and >.5and &.5) o o o o o o o o o < % < % ) Rev.5 8//7 Page 7 of

Confdental Prelmary nformaton Soltamente le tenon d ucta del converttore ono fate mentre la tenone d greo è varable u un certo tervallo. Qud, e l parametro defto come y / V o /V o è cotante [6], allora, per dfferenza, l cao pemo per l valore rm della corrente ul condenatore d greo ha con o o y o o # o o y o o y o o y) o o y o o ) o o y o o y) o o y o o y) y) f &.5 and &.5 f >.5 and >.5 f &.5 and >.5 and # or &.5 and >.5 and f &.5 and >.5 and # or &.5 and >.5 and %.5) %.5) %.5) %.5) < ' ' < ) Potrebbero eere neceare alcune terazon prma d ottenere l duty cycle del cao pemo e qud l punto operatve della tenone d greo. E anche gnfcatvo calcolare l rultato con un canale a peno carco e l altro a vuoto utlzzando l equazone 8). C.data Fgura 8: Valore RMS Normalzzato della Corrente del Condenatore d ngreo un Converttore Buck a due Canal con uty Cycle come Parametr La Fgura 8 motra un grafco 3 d C,rm con e come varabl aumendo che ogn canale a ugualmente carcato e che la corrente d ucta totale a d A, ovvero d,5a per ogn fae. a notare che l mmo della funzone lo ha con,5. E anche evdente che l valore pù elevato del valore rm della corrente Fgura 8 è rappreentato dalle aree colorate d roo che cocdono con la lea defta da,5. l pcco del valore rm della corrente ha con la coppa d duty cycle {, }{.5,.75} e {, }{.75,.5} tal che o C, rm max ) n alternatve Fgura 9 motra un grafco 3 dove duty cycle e ono deft come f rpettvamente a valor,45 e,7. Le corrent d ucta o ed o ono varabl tra A e,5a. S nota ancora l rultato che a o o ha la mamzzazone de benefc della cancellazone delle corrent d rpple. Appare anche evdente che valor rm della corrente ono elevate quando un canale è completamente carcato mentre l altro è enza carco. Queto è otanzalmente lo teo rultato che c apetterebbe con un converttore buck a fae gola. c_rm Fgura 9: Valore RMS Normalzzato della Corrente del Condenatore d ngreo un Converttore Buck a due Canal con le Corrent d Ucta come Parametr Converttore Buck Mult-Fae nterlaccato Facendo un pao ulterore queta anal conderamo l cao cu le ucte ano connee, come motrato Fgura coì che. Rev.5 8//7 Page 8 of

Confdental Prelmary nformaton L f o Q L f o o Q B o V C C 8 L f o C o V o V C C 36 /N Q Q B L f o C o V o GN Fgura : Converttore Buck B-Phae nterlaccato 36 N-)/N Q N Q BN L fn on Se aume che per effetto dell terlaccamento abba una dtrbuzone deale della corrente coì che o o,5 o e dat clock cronzzat con una dfferenza d fae d 8, allora le equazon 4) e 7) poono eere epree come llutrato nella 3). C, rm # o o.5 % ) f % ) %.5) &.5 f >.5 3) Se le corrent d rpple nelle duttanze ono ugual può dervare l equazone 4). Comunque l extra terme dovuto a L è oltamente, e adottano crter tandard d elezone delle duttanze, gnfcante. C, rm * ', L ) % - o.5 f.5 ) 6 & # * 3 ' ) ) 6 6.5, % o L ) & f >.5 4) n Fgura è degnato un converttore buck mult-fae terlaccato con N fa. Gl ocllator ono cronzzat coì che lo potamento d fae tra due fa adacent è d 36 /N. Quet crcut mult-fae terlaccat ono la condzone e qua non nelle applcazon d erver e computer del tpo VRM/VR dove ono rchete corrent d ucta elevate con veloce rpota a trantor e tenon d ucta con marg molto rtrett. Gl terruttor ono mplementat uando MOSFE a canale N, a ul lato alto che ul lato bao, denomat rpettvamente Q, Q,..., Q N and Q B, Q B,..., Q BN. Per mmetra L f L f L fn. n generale duty cycle e le corrent d ucta d ogn tado ono ugual e date dalla 5). GN Fgura : Converttore Buck Scrono ad N-Fa nterlaccate La corrente meda d greo è la omma delle corrent mede d greo d ogn gola fae. Vo K N V o o o K on N N on o 5) La fondamentale della frequenza d rpple all greo e all ucta è Nf. n queto cao l valore rm della corrente nel condenatore d greo può eere tetcamente epreo dalla equazone 6) dove m floor N ) e la funzone floor rtorna l valore tero ferore all argomento. C & m #& m # ' ' 6), rm o % N % N l grafco d Fgura motra l valore rm normalzzato della corrente nel condenatore d greo per due a fo a cque fa terlaccate. l rultato è normalzzato per o A. l mmo d C,rm appare per valor crtc del duty cycle dat dalla equazone 7). N,, K, 7) crt C, rm m) N N N Rev.5 8//7 Pag. 9 d

Confdental Prelmary nformaton Normalzed C RMS Current.3....4.6.8 Fgura : Valore RMS normalzzato della Corrente del Condenatore d ngreo per un Converttore Buck nterlaccato N, 3, 4, 5) a notare che, pratca, l valore rm mmo non arà a zero per ad una componente redua attrbuble alla corrente d rpple nell duttanza. l pcco d C,rm avvene a valor de duty cycle dat dalla 8). n generale, C,rm arà al mmo o al mamo e la oma de duty cycle eguagla, or,5, rpettvamente. crt C, rm max) C, rmmax) uty Cycle 3 N,, K, N N N o N -Phae 3-Phae 4-Phae 5-Phae 8) Se, per una certa applcazone, l duty cycle è noto o dove c apetto pccole varazon della tenone d greo, allora è pobl ceglere N, con rfermento alla equazone 7), coì che l valore rm della corrente nel condenatore d greo a otanzalmente annullato. Concordemente, un regolatore buck mult-fae può eere defto con un condenatore d greo drammatcamente rdotto con rfermento al coto, dmenon, profle e pazo occupato ul PCB. noltre la dpazone d potenza nella ESR rduce l che dmuce l auto-rcaldamento prolungando la vta del condenatore. nfe vengono mmzzate le rapde varazon d corrent elevate e le EM correlate e pochè fondamentale della frequenza del rpple è pù elevata, l fltro EM è pù pccolo e meno cotoo da realzzare. buck cron da 4A modo corrente d Natonal Semconductor. L LM34 e l LM54 ono equpaggat della funzone d cronzzazone [,3] con p ync- e ync-out, rpettvamente. La confgurazone parallela mplementata econdo lo chema d Fgura 3, è grado d fornre una ucta d 8A. V C GN C EN PVN AVN EN SYNC LM34 SW FB COMP VCC PGOO SS / RK PGN GN PVN AVN EN SYNC LM54 SW FB COMP VCC PGOO SS / RK PGN GN Fgura 3: Schema del Crcuto Regolatore Buck nterlaccato con LM34 / LM54 l p ync- dell LM34 e l p ync-out dell LM54 ono collegat tra loro. Qud l LM54 agce come mater fornendo un mpulo d cronzzazone che mpone all LM34 lave d operare con una dfferenza d fae d 8. La frequenza d commutazone d MHz è governata dalla frequenza del clock dell LM54. Oltre a queto rpettv p FB, COMP, SS/RK, PGOO, AVN, ed EN d ognuno de regolator ono collegat tra loro. Fgura 4 motra le corrent dvdual nelle duttanze e la corrente totale d ucta non fltrate con le condzon crcutal operatve mpotate a V 4,5V, V o,8v e o 8A. Le corrent ono tate murate con le onde d corrente ektronx CP 5MHz. Con un duty cycle del 45% è mmedate oervare la cancellazone delle corrent d rpple e la componente a MHz della frequenza del rpple. L L L L o C o Vo Rultat Spermental benefc dell terlaccamento ono tat valutat permentalmente progettando una cheda mettendo parallelo un LM34 [] ed un LM54 [3], regolator Rev.5 8//7 Pag. d

Confdental Prelmary nformaton ha una otanzale rduzone della corrente d rpple nel cao del crcuto operante terlaccato rpetto al cao del funzonamento fae. Ch3: L A/dv), Ch4: L A/dv), Math: L L A/dv) me cale: 4n/dv Fgura 4: Corrent nelle nduttanze e Corrente otale d Uacta non fltrata) d un Regolatore Buck nterfaccato con LM34 / LM54 Ch: C A/dv), Ref: C A/dv), me cale: n/dv Fgura 5: Comparazone delle Corrent nel Condenatore d ngreo d un Regolatore Buck: a) LM34 / LM54, tracca blue; b) LM54 / LM54, tracca marrone Fgura 5 motra la corrente ul condenatore d greo alle tee condzon operatve crcutal. La mura è tata ottenuta uando un traformatore d corrente con baa duttanza d dperone per mmzzare l mpedenza d erzone. l rapporto pre del traformatore d mura e la retenza d carco è d 5Ω. La tea mura è tata eeguta quando due regolator LM54 operano fae tra loro. Come c attendeva Sommaro L artcolo commenta vantagg aocat all operare converttor multpl fuor fae l uno rpetto all altro. Applcando un terlaccamento mult-fae un converttore buck l valore rm della corrente d greo rduce modo drammatco, la frequenza effettva cala vero l alto ed l condenatore d greo è pù pccolo. S ono dervate le equazon de valor rm delle corrent ul condenatore d greo nello tado d potenza d un converttore buck a due canal terlaccat. S è po mpegato un prototpo permentale d regolatore buck a due fa con la capactà d cronzzazone per confermare vantagg dell terlaccamento. Rferment [] Natonal Semconductor, LM64Y ual A, 5kHz Wde nput Range Buck Regulator ataheet, http://www.natonal.com/pf/lm/lm64y.html [] Natonal Semconductor, LM34 ataheet, http://www.natonal.com/pf/lm/lm34.html [3] Natonal Semconductor, LM54 ataheet, http://www.natonal.com/pf/lm/lm54.html [4] Natonal Semconductor, LM564 ual Synchronou Buck Regulator ataheet, http://www.natonal.com/pf/lm/lm564.html [5] Natonal Semconductor, LM77-AJ ual Step- own C/C Converter ataheet, http://www.natonal.com/pf/lm/lm77-aj.html [6] Natonal Semconductor, LM657 ual Synchronou Buck Controller ataheet, http://www.natonal.com/pf/lm/lm657.html [7] Natonal Semconductor, LM633 Advanced wo- Phae Synchronou rple Regulator Controller for Notebook CPU ataheet, http://www.natonal.com/pf/lm/lm633.html [8] Natonal Semconductor, LM645 Advanced wo- Phae Swtchg Controller wth wo Lear Output ataheet, http://www.natonal.com/pf/lm/lm645.html [9] Natonal Semconductor, LM648 wo-phae, Synchronou Step-own 3-Channel Swtchg Regulator Controller ataheet, http://www.natonal.com/pf/lm/lm648.html Rev.5 8//7 Pag. d