REGOLATORI SWITCHING

Controllo PFM a corrente limitata

La tecnica di controllo PFM a corrente limitata è simile a quella PFM standard  ma differisce per il fatto che non fa uso di un oscillatore per generare il segnale ad onda quadra, con duty cycle del 50%, per il controllo dello switch. Non appena la tensione di uscita esce della regolazione, l'interruttore si accende fino a che la corrente dell'induttore, nella fase di carica, raggiunge un valore programmato, fissato solitamente con un resistore di sensing  inserito in serie al transistor switch. Quando la corrente dell'induttore raggiunge il limite programmato, l'interruttore si spegne per un intervallo di tempo costante  generalmente sull'ordine di un microsecondo. Alla conclusione di questo intervallo di tempo, il circuito di controllo confronta la tensione VOUT partizionata, con la tensione di riferimento: se VOUT e'  in regolazione lo switch e' mantenuto spento fino a che VOUT non esce regolazione; se invece alla fine dell'intervallo di tempo di spegnimento la VOUT e' fuori dalla regolazione allora  si inizia un nuovo ciclo. Il vantaggio di questa versione del PFM sta nel fatto che  la selezione dell'induttore più facile essendo il valore massimo della corrente dell'induttore è fissato. Basta dimensionare l'induttore (resistenza e valore di saturazione) per un valore massimo di corrente fissato. Ne trae vantaggio anche l'ondulazione picco-picco che e' ridotta rispetto a quella di un PFM standard, anche se lo spettro di rumore ancora varia con il carico.
In figura 9  è riportato lo schema a blocchi di un boost con controllo PFM a correnet elimitatta. Rispetto alllo schem adi fiura 8 relativo a d un boost con controllo PFM standard erisulta essere un poco piu complicato. 

Fig. 9 - schema a blocchi di boost PFM a corrente limitata

Come visto nel caso del PFM standard, la tensione VOUT partizionata e' confrontata mediante un comparatore con una tensione di riferimento. Un altro comparatore invece confronta la corrente dell'induttore con un valor prefissato. In realtà il confronto avviene in tensione in quanto la corrente dell'induttore e' convertita in tensione attraverso un resistore di sensing posto in serie al terminale di source del MOSFET di tipo  N che implementa l'interruttore. Quando l'uscita è fuori dalla regolazione, il flip-flop  SR e' settato accendendo l'interruttore NMOS fino a che la tensione attraverso il resistore di sensing non e' uguale alla tensione di riferimento. In queste condizioni il flip-flop si resetta spegnendo il transistor NMOS, e attivando il multivibratore monostabile che produce un impulso positivo di durata pari solitamente ad un microsecondo. Se il comparatore di limitazione di tensione dell'uscita indica che la tensione e' al di sotto di quella voluta ovvero la sua uscita e' alta, allora l'impulso del multivibratore setta il flip flop iniziando un nuovo ciclo. Se invece il comparatore ha l'uscita bassa ovvero siamo in regolazione il flip flop rimane resettato.