REGOLATORI SWITCHING

TECNICA DI CONTROLLO PWM 

La tecnica di controllo basata sulla modulazione della larghezza di impulso, detta anche PWM e' quella piu utilizzata per i vantaggi che comporta rispetto ad una tecnica PFM. La caratteristica del controllo PWM sta nel fatto che il segnale di controllo dell'interruttore e' a frequenza fissa e di questo viene cambiato solo il duty cycle D. Il duty cycle e' il rapporto tra il tempo il cui il segnale e' alto ton e l'intero periodo T del segnale stesso: D = ton/T . Oltre a garantire un elevata efficienza per diversi valori del carico permette un efficace filtraggio del rumore di commutazione con semplici circuiti passo basso essendo lo spettro del rumore molto stretto e costante al variare del carico. Ulteriore beneficio e' la notevole riduzione dell'ondulazione (ripple). Per questo stesso motivo, il controllo PWM è molto utilizzato in applicazioni di telecomunicazione dove l'interferenza di rumore è da evitare. La tecnica PWM ha due possibili modalità: controllo in tensione e controllo in corrente.

Controllo PWM in tensione

 In figura 10 e' riportato lo schema a blocchi tipico di un boost controllato con tecnica PWM in  tensione

Fig. 10  - schema a blocchi per un boost con controllo PWM in modalità tensione 

La tensione di uscita, partizionata e' sottratta alla tensione Vref dando origine al segnale errore Verror. Questo segnale e' collegato all'ingresso invertente di un comparatore che lo confronta con un segnale triangolare. Praticamente il segnale definisce la soglia di scatto del comparatore che pilota direttamente il transistor switch. Il risultato del confronto e' un onda quadra di frequenza costante pari a quella del segnale triangolare e Duty Cycle  D variabile. In particolare, se la tensione di uscita differisce tanto da quella di riferimento il segnale errore sarà grande e quindi maggiore sarà il duty cycle ( D>70 %) . In tal caso lo  switch e' tenuto acceso per molto tempo all'interno del periodo in quanto si richiede di elevare la tensione: la fase di carica dell'induttore dura tanto per immagazzinare molta energia da rilasciare sull'uscita nella fase di scarica. Man mano che la tensione di uscita cresce la tensione di errore diminuisce e diminuisce anche il duty cycle. Quando la tensione di uscita raggiunge il valore voluto, la tensione errore si annulla e lo switch rimane per tutto il periodo spento ( D=0).