Esercitazione di Elettronica di Potenza Prof. G.Busatto - A.A. 2013/2014 Dimensionamento di un Convertitore DC/DC Step-Down Specifiche del convertitore Si vuole realizzare un regolatore di tensione con una tensione di uscita Vo=10V. La tensione di ingresso Vd può cambiare tra Vdmin=15V e Vdmax=28V. Il carico può cambiare tra Iomin=0.1A (Rmax=100) e Iomax=1A (Rmin=10). Il ripple sulla tensione di uscita deve essere (Vo/Vo)max=1%. Determinare L e C in modo da soddisfare le specifiche di cui sopra. Supporre il diodo ideale e scegliere una frequenza di commutazione fs=100kHz. N.B. Nella scelta di L e C ricordarsi che il fattore di ondulazione può essere calcolato come: 2 f ΔV o π 1 D c f V 2 o s dove: 1 , f c 2π LC 2 fs è la frequenza di commutazione cycle. Per scegliere il valore dell’induttanza imporre: ΔI L ( 1 D ) Ts e V D è il duty- D ,On Vo L 0,2A Esercitazione di Elettronica di Potenza Prof. G.Busatto - A.A. 2013/2014 Simulazione SPICE del Convertitore Step-Down Impiegando i valori calcolati nella prima parte disegnare il convertitore Step-Down così come indicato nello schema elettrico della figura seguente. Suggerimenti: 1) Utilizzare un interruttore controllato in tensione il cui nome comincia con S. Utilizzare nel modello: Ron=0.2, Roff=1e6, Von=10V Voff=0; 2) Per controllare l’interruttore impiegare un generatore di tensione impulsivo su cui inserire una resistenza Rcont per evitare un loop di tensione. Come parametri usare AC=0, DC=0, V1=0V, V2=10V, Td=100ns, Tr=Ts=20nS. Per PW e PER vanno usati valori corrispondenti al duty cycle e alla frequenza di commutazione; 3) Utilizzare un diodo Dbreak con Rs=0.1 e gli altri parametri di default 1) Verificare che la specifica sul fattore di ondulazione sia rispettata in tutte le condizioni operative. (Nota che il duty cycle deve essere scelto sempre in modo da avere 10 V in uscita. Per fissare il duty cycle si deve scegliere il valore appropriato di PW tra i parametri del generatore di impulsi). 2) Verificare la specifica sul IL sia rispettata in tutte le condizioni operative. 3) Osservare le forme d’onda della corrente nell’induttore e della tensione sul condensatore nei due casi: RL=10 ed RL=100 Commentare i risultati. 4) Ripetere i calcoli di cui alla prima parte imponendo come fattore di ondulazione sulla tensione (Vo/Vo)max=0,1%. 5) Ripetere i punti 1), 2) e 3) per il nuovo caso. Commentare i risultati.