ANALISI E CONFRONTO DELLE PRINCIPALI TIPOLOGIE DI REGOLATORI DI TENSIONE DC-DC

La tesi analizza le principali tipologie di regolatori di tensione DC-DC, con particolare attenzione ai compromessi tra efficienza e complessità circuitale. Vengono inizialmente studiati i regolatori lineari e LDO, analizzandone il principio di funzionamento, il dropout, la tecnica di regolazione a retroazone negativa e i principali meccanismi di protezione. Successivamente vengono approfonditi i convertitori switching con induttore, considerando le topologie buck, boost e buck-boost: si analizzano le forme d'onda delle grandezze elettriche di interesse e si studia il dimensionamento dei componenti reattivi per soddisfare i parametri di ripple scelti. Si affronta poi il problema della regolazione per questi convertitori, analizzando le due principali tecniche di controllo in anello chiuso: Voltage Mode Control e Peak Current Mode Control; per entrambe si osserva come impattano la stabilità in anello chiuso e quali tecniche di compensazione adottare per preservare un adeguato margine di fase. Infine, vengono analizzati gli Switched Capacitor Converter, che permettono di eliminare l’induttore a vantaggio di compattezza e integrazione. I risultati teorici sono accompagnati da simulazioni circuitali realizzate con LTspice, confrontando le prestazioni dei diversi regolatori.