Convertitori DC-DC integrati con controllo digitale per sistemi di alimentazione distribuiti
Responsabile:
Collaborazione con Ente Privato
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Data inizio: 01/01/2005
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Sommario
L’ambito applicativo del progetto riguarda i sistemi di alimentazione distribuiti per server e apparati di rete, dove la continua diminuzione della tensione di alimentazione (fino a livelli intorno al volt), il sensibile aumento delle correnti assorbite (da 80 A a 190 A per i microprocessori) e la necessita’ di alte efficienze richiedono soluzioni modulari ad elevate prestazioni. Le architetture digitali sono in grado di soddisfare un mercato che richiede controllori sempre più complessi e riconfigurabili, costi bassi e rapido time-to-market, capacità di comunicazione verso l’esterno per le operazioni di gestione della potenza erogata.
Le attività di ricerca sono riassumibili nei seguenti punti:
Le attività di ricerca sono riassumibili nei seguenti punti:
- progetto di nuove architetture di controllo fully digital e mixed-signal;
- progetto di nuove topologie di conversione ad alta efficienza;
- progetto di convertitori integrati in tecnologia mista Bipolare-CMOS-DMOS (BCDVI).
Risultati del progetto ed eventuali pubblicazioni scientifiche/brevetti
Uno dei maggiori risultati del progetto consiste nello sviluppo di architetture digitali miste sincrone/asincrone, oggetto di brevetto, utilizzate per il controllo di convertitori non isolati (buck multifase per applicazioni VRM, boost) e isolati (convertitori full-bridge).
Questi controllori sono stati prototipati su piattaforma FPGA, dimostrando una eccellente immunita’ agli effetti di quantizzazione e prestazioni dinamiche paragonabili a quelle dei migliori controllori analogici.
Pubblicazioni più significative
Brevetti
Questi controllori sono stati prototipati su piattaforma FPGA, dimostrando una eccellente immunita’ agli effetti di quantizzazione e prestazioni dinamiche paragonabili a quelle dei migliori controllori analogici.
Pubblicazioni più significative
- Saggini, S.; Ghioni, M.; Geraci, A. “An innovative digital control architecture for low-Voltage, high-current DC-DC converters with tight voltage regulation” IEEE Transactions On Power Electronics, vol. 19, 210 - 218, 2004 (cui è stato assegnato il “PELS TRANSACTIONS PRIZE PAPER AWARD” come migliore articolo pubblicato sulla rivista IEEE Transaction on Power Electronics nel 2004).
- W. Stefanutti, P. Mattavelli, S. Saggini, M. Ghioni, “Autuning of digitally controlled buck converters based on relay feedback” IEEE Transactions on Power Electronics, in press (2006).
Brevetti
- S. Saggini, M. Ghioni, A. Geraci, F. Villa “Digital controller for DC-DC switching converters”, US Patent n. 2004/005151A1, Mar. 18 2004.
- G. Garcea, M. Ghioni, C. Beia, S. Saggini, F. Villa, “Method for controlling a full bridge converter with a current-doubler and a corresponding digital controller”, European Patent n. EP 05022044.1, 10.10.2005.