Convertitore dc - dc

[BrunoValente]

Nel mio caso (uso un Pmos) mantengo Vsg elevata (regione lineare, bassa resistenza di canale) fintanto che Vs non raggiunge il valore critico di 28V, il quel momento inizio ad alzare Vg (diminuendo quindi Vsg): in questo modo cambio regione di funzionamento e "obbligo" il dispositivo a passare al funzionamento in saturazione, Vsd aumenta e mi elimina la tenisone in eccesso.

Ok, funziona, ma convieni con me che a tutti gli effetti, quando la caduta DS sale e cioè quando non è più trascurabile , il mosfet comincia a scaldare dissipando tutta la potenza derivante dal prodotto tra quella tensione e la corrente che lo attraversa, cioè quella che assorbe l'inverter?
Insomma, quando "elimina la tensione in eccesso" come dici tu, non è affatto vero che resta freddo come mi pare tu stia sostenendo.

Conclusioni: Il tutto funziona teoricamente, tuttavia se la corrente assorbita dal carico si abbassa molto è quasi impossibile portare il dispositivo in saturazione senza spegnerlo (si tratta centinaia di milli volt, un valore comparabile con la tolleranza sulla tensione di soglia Vt). Di conseguenza si può controllare Vs fino a quando rimane sotto i 30V.

Questo è un falso problema, si riescirebbe invece a portarlo tranquillamente fino allo spegnimento con continuità e con tutta la precisione che serve indipendentemente dalle tolleranze e dalle derive termiche: ovviamente solo se il controllo fosse automatico invece che manuale e in feedback con la tensione di uscita.

In effetti stai scoprendo l'acqua calda : stai proponendo un regolatore lineare simile a quelli della serie 78.. che tiene costante il valore della tensione in uscita al variare del valore della tensione di ingresso da un minimo poco più alto di quello di uscita ad un massimo che dipende dal dimensionamento dei componenti.

[dani6]

In effetti stai scoprendo l'acqua calda : stai proponendo un regolatore lineare simile a quelli della serie 78.. che tiene costante il valore della tensione in uscita al variare del valore della tensione di ingresso da un minimo poco più alto di quello di uscita ad un massimo che dipende dal dimensionamento dei componenti.

In effetti ci avevo pensato anche io ad un 7824, tuttavia con un 7824 dovrei garantire una tensione di drop-out per tutto il range di funzionamento dissipando molta potenza: si pensi alla condizione in cui l'inverter richiede 100W, il 7824 dovrebbe dissipare circa 8W (2V di tensione di drop-out per circa 4A di corrente).
Al contrario con la soluzione di un MOS pilotato che esca dalla condizione di "interruttore chiuso" solanto quando Vs sale sopra i 28V avrei:
FASE1- una dissipazione sul MOS quasi nulla quando l'inverter assore tra i 100W e i 20W (a 20W circa la tensione Vs arriva a 28V). In questa situazione infatti manterrei Vdg maggiore della tensione di soglia.
FASE2- una dissipazione sul MOS al massimo di circa 5W (devo ri-estrarre la caratteristica V(Id) del "generatore magnetico" per dare un valore piu' accurato). La funzione della potenza dissipata dal MOS e' convessa essendo uguale al prodotto (Vs-28)*Id, con Id corrente di drain che cala all'aumentare di Vs.

Insomma con un 7824 non potrei beneficiare della FASE1 ( non sfrutterei il range d'ingresso che mi offre l'inverter).
Per quanto riguarda il feedback hai ragione, credo di averlo citato in un altro post (pero' devo ancora pensare a come implementarlo). In realta' non lo implementero' perche dopo tutta la fatica di fare il sistema ad anello chiuso mi ritroverei nella stessa situazione che otterrei con il "buon vecchio zener". Tale situazione a parole puo' essere riassunta dicendo che il dispositivo di regolazione deve dissipare la potenza che non viene assorbita dall'inverter quando Vs e' maggiore di 28V.

[obiuan]

Sei del tutto in errore: la regione di saturazione in un mosfet non è quella che intendi tu. Tutti i testi di elettronica sono allineati sul definire la regione di saturazione come quella in cui il canale non è completamente formato nella regione di drain Vds>Vgs-Vt

io a dire il vero ne ricordo molti che chiamavano "Regione Triodo" quella che per te è la lineare e "pinch off" quella che per te è la saturazione, con buona pace degli studenti che potevano tranquillamente utilizzare la parola "saturazione" per indicare sempre la stessa zona dei grafici...cosa che poi regolarmente si fa, sfido chiunque a interpretare la frase "MOS saturo" con "MOS in zona attiva".

Per quanto riguarda il feedback hai ragione, credo di averlo citato in un altro post (pero' devo ancora pensare a come implementarlo)

mi permetto di segnalarti questo, che se ho capito bene da una rapida lettura di queste tre pagine è circa quello che ti serve, con le opportune modifiche.

Tale situazione a parole puo' essere riassunta dicendo che il dispositivo di regolazione deve dissipare la potenza che non viene assorbita dall'inverter quando Vs e' maggiore di 28V.

Che mi sembra il concetto lapalissiano che in molti hanno cercato di farti notare fin dai primi post.

[dani6]

Non voglio dilungarmi sulla nomenclatura, un MOS e' saturo in quella regione di funzionamento il restringimento del canale nella regione fa in modo che Id non dipenda piu' in modo lineare (o quasi lineare) dalla Vds. Wikipedia stessa (italiano e inglese) e tutti i testi che ho a portata di mano danno questa nomenclatura.

Detto questo ho capito che il concetto di dissipare la potenza "in eccesso" e' stato ripetuto piu' volte, l'ho ripetuto per riportare la discussione al nocciolo della questione e non alla teoria dei mosfet. Tuttavia e' necessario costruire un sistema che minimizzi questo eccesso di potenza.

Ad esempio se devo estrarre 10W per l'inverter posso farlo con una Vs di 28V (e quindi dover dissipare circa 10W sul regolatore), ma anche con una Vs di 30V dissipando sul regolatore 5W.

[BrunoValente]

Da quanto mi risulta quando si dice che un mosfet è saturo senza aggiungere altro si sottintende che ad aver raggiunto la condizione di saturazione è la tensione Vds e non la corrente Id, così come per i transistor.
Ovviamente, sia nei mosfet che nei transistor, ci si può anche riferire ad una condizione di saturazione della corrente ma credo vada specificato.

[dani6]

Onestamente non voglio sembrare ottuso ma ho fatto una ricerca:

Richard C. Jaeger, "Microelettronica", McGraw-Hill
Jacob Millman, Arvin Grabel, "Microelettronica", McGraw-Hill
Gray, Paul R., Hurst, Paul J., Lewis.. "Analysis and Design of Analog Integrated Circuits"

(Ovvero tutti i testi che ho a disposizione)
Sono tutti testi che concordano sul fatto che la regione di saturazione per un MOS e' quella in cui Vds>Vgs-Vt
La confusione deriva soltanto dal voler fare un analogia con i BJT, ma dal punto di vista fisico non ha alcun senso parlare di saturazione quando il comporamento di Vds in funzione di Ids e' lineare, si parla infatti di resistenza di canale.

[TardoFreak]

... molti che chiamavano "Regione Triodo" quella che per te è la lineare e "pinch off" quella che per te è la saturazione ... sfido chiunque a interpretare la frase "MOS saturo" con "MOS in zona attiva".

Forse è il segno dei tempi che cambiano.
Un po' di tempo fa si costruiva, oggi si crea, si usavano le cose, oggi si gestiscono, il sapere lo si apprendeva dai libri, oggi da wikipedia e forse i mosfet lavorano in modo differente.

[dani6]

Grazie TardoFreak per i tuoi preziosissmi contributi.

Ho un'idea sull'implementazione della retroazione per la tensione di gate. Nel prossimo wek-end faro' un test con lo zener e uno con il Pmos.

[TardoFreak]

Prego, non c'è di che.

[dani6]

mi permetto di segnalarti questo, che se ho capito bene da una rapida lettura di queste tre pagine è circa quello che ti serve, con le opportune modifiche.

Questa e' una bella soluzione, non avevo avuto l'occasione di analizzarla, ma con un paio di modifiche me lo posso adattare al mio sistema. Grazie mille obiuan e complimenti per l'analisi dinamica.

Volevo fare un po' di analisi sulla stabilita' (sono un po' arrugginito) e magari capire come stimare il margine di fase. L'unica strada che mi viene in mente e' basata su una formula empirica che utilizza l'ampiezza delle oscillazioni. Altre idee?