Progetto e realizzazione di un convertitore analogico digitale per alimentatori switching controllati digitalmente

6 Introduzione Controllo digitale per applicazioni DC - DC Il controllo digitale per i convertitori DC/DC sta incontrando negli ultimi anni un crescente interesse sia da parte dell industria che della ricerca scientifica universitaria. Lo scopo di un regolatore di tensione Ł di produrre una tensione di uscita regolata con una opportuna tolleranza di regolazione, prefissata da una tensione di riferimento a partire da una tensione di ingresso. La regolazione della tensione di uscita di un convertitore DC-DC Ł ottenuta, tradizionalmente, tramite l uso di tecniche di controllo analogico, in quanto un sistema siffatto opera in tempo reale e pu avere una banda passante larga. Tuttavia, un sistema analogico spesso contiene hardware discreto che deve essere modificato per cambiare i parametri del controllore o degli algoritmi di controllo, e l implementazione di tali algoritmi avanzati richiede un numero eccessivo di componenti. L emergere dei vantaggi forniti dai microprocessori e dai Digital Signal Processor (DSP) ha reso possibile considerare la tecnologia digitale come una soluzione alternativa per la realizzazione del controllo per i regolatori switching, ovvero per quella classe di regolatori funzionanti tramite degli interruttori opportunamente temporizzati , grazie al loro basso consumo di potenza, all alta immunit nei confronti delle variazioni dei componenti analogici, alla facilit di integraz ione con altri sistemi digitali, e alla semplice gestione di sofisticati algoritmi di controllo. In particolare si cercano nuove soluzioni che limitano la presenza di hardware analogico nel loop di controllo dei regolatori di tensione, per i vantaggi sopra esposti. In virtø di queste motivazioni nasce la necessit di dover utilizzare un convertitore an alogico-digitale (A/D) che interfacci la tensione d uscita regolata e il controllore digitale, in modo che converta in digitale il valore di tensione analogico fornito dal regolatore di tensione. Diventa quindi fondamentale il ruolo del convertitore analogico digitale all interno dei convertitori DC- DC, implementati per applicazioni low-voltage. Il lavoro di tale tesi, svolto presso il gruppo Industrial & Power Conversion della STMicroelectronics di Catania si basa sulla caratterizzazione, ottimizzazione e realizzazione di un architettura innovativa [1] di un convertitore A/D per applicazioni DC-DC , classificabile tra le topologie windowed .