ultimo aggiornamento 14 dicembre 2009

I convertitori DC/DC sono apparecchiature di Elettronica di Potenza che rendono possibile la connessione di reti in continua, aventi livelli di tensione differenti.
Essi sono, talvolta, denominati chopper, termine che in inglese significa “affettatore”, perché il loro principio di funzionamento si basa sulla parzializzazione della loro tensione di uscita sul carico e, cioè, sulla variazione dell’intervallo di tempo di conduzione di alcuni elementi semiconduttori.
Questi convertitori sono generalmente controllabili, cosicché le tensioni di uscita possono essere regolate e/o mantenute costanti, anche se si hanno variazioni della tensione di alimentazione o del carico.
I chopper sono stati tradizionalmente impiegati negli azionamenti elettrici a velocità.
I convertitori elettronici a switch DC-DC sono disponibili per convertire un livello di tensione in un altro.
Questi circuiti, molto simili agli alimentatori switching, tipicamente compiono la conversione applicando tensione continua DC su un induttore per un periodo di tempo (di solito in un range di frequenza da 100 kHz a 5 MHz) nel quale scorre una corrente elettrica così da immagazzinare energia magnetica, quando viene tolta la tensione si trasferisce l'energia immagazzinata come tensione d'uscita del convertitore in maniera controllata. Agendo sul rapporto di on/off time, detto anche duty cycle, la tensione d'uscita rimane regolata anche se la corrente d'uscita cambia.
Questo metodo di conversione è molto efficiente (compreso tra 80% e il 95%) a differenza del metodo lineare che dissipa potenza.
Grazie all'elevata efficienza si aumenta la durata delle batterie dei dispositivi portatili.   Uno svantaggio dei convertitori a commutazione è il rumore elettrico generato alle alte frequenze che comunque può essere limitato con appositi filtri.
Il circuito integrato utilizzato in questo progetto è LM2577 prodotto dalla National Semiconductor ed è un convertitore tipo boost (o convertitore step-up) è un convertitore DC-DC con una tensione di uscita maggiore dell'ingresso.

È una classe di alimentatori a commutazione contenenti almeno due commutatori a semiconduttore (un diodo e un transistor) e almeno un elemento accumulatore di energia.
Filtri composti da combinazioni di induttori e capacità sono spesso aggiunti ad un convertitore boost per migliorarne le caratteristiche.

Storia
Per problemi di efficienza, il commutatore deve aprire e chiudere il circuito molto velocemente e avere poche perdite.   L'avvento di commutatori a semiconduttore nei primi anni del 1950 ha rappresentato un passo fondamentale dato che ha in pratica reso possibile l'esistenza dei convertitori come il boost.    I commutatori a semiconduttore si accendono e spengono velocemente e durano più a lungo rispetto ad altri commutatori come quelli a valvole o a relè. I primi convertitori cc-cc furono sviluppati nei primi anni del 1960 non appena divennero reperibili i primi commutatori a semiconduttore.   La domanda nell'industria areospaziale di convertitori piccoli, leggeri e efficienti ha provocato lo sviluppo di questa tecnologia.
I sistemi a commutazione come gli alimentatori swiching sono una sfida per il progettista dato che il funzionamento del modello del circuito dipende dal fatto che il commutatore sia aperto o chiuso.
R.D. Middlebrook del Caltech nel 1977 pubblicò i modelli per i convertitori dc-dc in uso oggigiorno. Middlebook fece una media della configurazione circuitale per ogni stato del commutatore usando una tecnica chiamata media dello spazio di stato (o state-space averaging). Questa semplificazione ha ridotto i due sistemi in uno. Il nuovo modello risultante portò alla comprensione delle equazioni di progettazione che sono state utili sino ad oggi alla crescita dei sistemi SMPS (en:Switched-mode power supply).

Caratteristiche

• Richiede pochi componenti esterni

• Uscita NPN switches 3.0A, sino a 65V

• Ampia tensione d'ingresso compresa tra 3.5V e 40V

• Current-mode operation for improved transient response, line regulation, and current limit

• Oscillatore interno a 52 kHz

• Funzione Soft-start

• Uscita protetta da limitazione in corrente, bassa tensione alta temperatura

C1   100 nF tantalio C2   330 nF tantalio C3   680µF elettrolitico verticale D1   Diodo 1N5819 D2   led 5 mm IC1   LM2577T-adj IN   Morsettiera 2 Poli passo 2,5mm L1   100 µH OUT   Morsettiera 2 Poli passo 2,5mm TR1   20k trimmer multigiri R1,R2   2,2kΩ 1/4W R3   2 kΩ 1/4W

LM2577-adj SIMPLE SWITCHER® Step-Up Voltage Regulator
Piedinatura	Datasheet	Foto dell'integrato

Diodo schottky 1N5819
Piedinatura	Datasheet	Foto