Seconda parte della serie “"Sensing” Virtuale a 2-Fili per Regolatori di tensione" all'interno della Rubrica Firmware Reload di Elettronica Open Source.
REGOLATORI LINEARI
Il paragrafo che stiamo per iniziare si basa su alcune considerazioni da fare in merito allo schema di Figura 1: Si tratta di un regolatore lineare discreto. Lo scopo del transistor Q2 è quello di realizzare una configurazione CASCODE che permette di portare direttamente la tensione in ingresso al terminale di drain dell’LT4180. Si nota, anche con facilità, che tutti i componenti connessi al pin COMP servono a stabilizzare l’anello. Questo, perché, da un lato tagliano le componenti a bassa frequenza e dall’altro limitano il valore di corrente che qui circola. L’immagine, di fatto, mostra uno schema in cui si aggiunge semplicemente uno stadio al limitatore per implementare una regolazione assistita. L’integrato LT4180, infatti, “sente” la corrente che attraversa la resistenza di shunt da 0,2 Ω ed effettua il controllo in feedback proprio di Q1 attraverso Q2 nella configurazione ad anello di cui abbiamo parlato.
Figura 1: Regolatore lineare discreto
Fondamentale è anche notare che i componenti che servono ad effettuare la compensazione sono cruciali nella risposta in transitorio del circuito e vedremo più avanti in questo stesso articolo come viene effettuata la scelta, sulla base di quali considerazioni e leggi vengono dimensionati i componenti. Dal momento che parliamo di prestazioni e di transitorio, è indispensabile analizzare le immagini di Figura 2: Nella prima delle due (sinistra) possiamo vedere cosa succede nel transitorio e quale sia la forma d’onda effettiva quando l’ingresso è un gradino. Si vedono chiaramente gli effetti della compensazione sia per il carico accoppiato in corrente alternata sia per il transitorio del livello in continua.
Figura 2: Risposta ai transitori
In particolare, il primo dei due dettagli è evidente sia per la traccia A (che rappresenta la tensione VSENSE) sia per la traccia B (che, invece, è il livello associato a VLOAD). La terza, invece, rappresenta la corrente che scorre all’interno del carico. Nella seconda immagine (a destra), invece, vediamo le stesse grandezze che variano, questa volta, in corrispondenza di un’aumentata capacità di carico che è diventata pari ad 1,1 mF. Si vede chiaramente che il transitorio sulla tensione del carico dimostra escursioni molto ridotte e la sua durata è aumentata. Per concludere questa sezione, passiamo a quello che è il miglior risultato possibile in questo caso, illustrato grazie alla Figura 3. Il regolatore monolitico che viene impiegato in questo caso introduce una limitazione in corrente che semplifica l’anello di compensazione. Il risultato, studiando la risposta in transitorio, non è significativamente differente dalla caratteristica già esaminata.
Figura 3: Limitazione in corrente con regolatore monolitico
