Il viaggio all’interno dei circuiti integrati è giunto ormai alla seconda tappa: il convertitore boost (o step up). Questa tipologia di integrato, al contrario del buck, converte una tensione in ingresso VIn in una tensione maggiore VOut grazie al cosiddetto “switching”.

Attenzione: per comprendere meglio il funzionamento del Convertitore Boost, è fortemente propedeutica la conoscenza degli alimentatori switching e della teoria dei circuiti. Per evitare di appesantire la spiegazione, verranno dati per scontati i concetti già trattati in altre sedi.

Ecco lo schema circuitale del Convertitore Boost:

 

ll componente che si occupa dello “Switching” è il transistor (S nella figura). In base alla tensione richiesta dal carico, il circuito PWM si occupa di andare a modificare la tensione applicata alla base del MOSFET (Gate), in modo tale da avere sempre il duty cycle ideale per alimentare correttamente il dispositivo a valle del boost.   La figura sottostante permette di localizzare topologicamente gli elementi fondamentali che compongono il dispositivo:

 

Anche qui, come per il convertitore Buck, occorre distinguere due casi:

• MOSFET in conduzione (ON).
• MOSFET in interdizione (OFF).

MOSFET in conduzione (ON)

 

Il circuito di modulazione PWM agisce alla base del transistor per mandarlo in conduzione. A questo punto, l’induttore L assorbe energia mentre l’interdizione del diodo D delega il compito di alimentare il carico solo e unicamente al condensatore C (linea verde). In questo stato, il condensatore C si scarica.

 

MOSFET in interdizione (OFF)

 

Quando la tensione di pilotaggio del MOSFET non è sufficiente a mandarlo in conduzione, il transistor funziona come un interruttore aperto. In questo caso è l’induttore L a mandare corrente al diodo D, che entra quindi in conduzione e si occupa allo stesso tempo di caricare il condensatore C e alimentare il carico. Chiaramente, la tensione ricevuta dal carico e da C, è la somma di VIn + L.

 

 

Grazie al kit fornito da Avnet Silica, osserviamo il convertitore boost MAX38640

 

Si tratta di un convertitore DC-DC single step-up con efficienza del 95%. In input supporta tensioni che vanno da un minimo di 0,4V a un massimo di 5,5V. In Output garantisce tensioni che vanno da un minimo di 1.8V a un massimo di 5V, con una corrente massima erogata di 0,4A.

Questo tipo di convertitori è utilissimo in tutte quelle applicazioni in cui abbiamo una sorgente di tensione di pochi volt e ne occorre una superiore.