Capitolo 2 2 2.1
Schematizzazione equivalente DC DC Converter di potenza Introduzione
Un modello equivalente accurato di un alimentatore elettronico di potenza, capace di rappresentare il sistema dal punto di vista sia dinamico che energetico, ricopre un ruolo di fondamentale importanza sia dal punto di vista della progettazione hardware che del sistema di controllo. Per questo motivo è possibile trovare diversi modelli equivalenti che mirano a rappresentare le principali e fondamentali caratteristiche di questi convertitori. Questi modelli mirano a eliminare gli effetti introdotti dai dispositivi a semiconduttore, andando di conseguenza a rappresentare un sistema che è totalmente privo di ripple. Tra le differenti tecniche proposte, i due filoni più importanti sono quelli che riguardano i circuiti a valori medi e modelli matematici che sfruttano la rappresentazione del sistema tramite variabili di stato. Le differenze tra le due tecniche sono riassunte in Figura 2.1, in cui si vede che un qualsiasi circuito elettronico di potenza composto sia da elementi passivi che da componenti a semiconduttore, può essere rappresentato in egual modo sia tramite un circuito equivalente che mediante un modello a variabili di stato. Il primo rappresenta gli interruttori e i diodi del convertitore di potenza tramite dei generatori di corrente e tensione equivalenti, mentre i componenti passivi, tipicamente le resistenze di conduzione, possono essere rappresentate tramite delle resistenze fittizie. Il secondo, invece, esprime il sistema tramite una serie di equazioni matematiche di grandezze di stato nella fase di commutazione. Entrambe le tecniche vengono utilizzate come strumento di dimensionamento e ottimizzazione del sistema nella progettazione del convertitore, inoltre è consuetudine utilizzarle come supporto per la sintesi di un algoritmo di controllo per il convertitore. Tra queste due tecniche la modellizzazione ai valori medi che sfrutta la rappresentazione a variabili di stato sembra la più promettente, per tale motivo sarà la tecnica a cui si a farà riferimento nella presente tesi. Una buona modellizzazione del convertitore, che consideri i componenti parassiti nei modelli equivalenti dei componenti del convertitore, porta di fatto ad un miglioramento del modello stesso. Comunque, tali elementi vengono tipicamente trascurati in modo da ottenere delle equazioni semplici e facilmente gestibili, utilizzabili soprattutto per sintetizzare un algoritmo di controllo.
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