Crescita verticale dell’elettrificazione e aumento delle esigenze

Conversione di sistema a costi contenuti e alta efficienza con la tecnologia SiC

L’affidabilità e l’efficienza delle reti elettriche viene garantita dalla definizione di standard internazionali che limitano le reazioni di feedback generate da numerose applicazioni elettroniche. La correzione del fattore di potenza (PFC), un approccio molto produttivo ed efficace nella riduzione di armoniche di questo tipo, in definitiva controlla la corrente AC in ingresso in modo da massimizzare in termini di efficienza la potenza effettiva proveniente dalla rete. 

Una soluzione ad alta resa è rappresentata dalla PFC totem pole (TPPFC) senza ponte, ulteriormente migliorata rispetto alla PFC convenzionale mediante la riduzione del numero di componenti a semiconduttore, con il conseguente aumento di efficienza (oltre il 99%) e densità di potenza. Allo stesso tempo, questo tipo di struttura permette anche il rispetto delle direttive CEM applicabili.

UnitedSiCTM ha recentemente lanciato una nuova generazione di prodotti in carburo di silicio (SiC) che ora consentono anche il funzionamento continuo (CCM) dello stadio PFC totem pole, rendendolo una soluzione semplice, efficiente e conveniente. 

«BeFAST permette un’analisi molto veloce e conveniente della tecnologia SiC, senza dover incorrere nel complicato processo di adattamento dei componenti e di modifica del layout.»

Harald Thomas, Product Manager, Angst+Pfister Sensors and Power

«BeFAST» di Angst+Pfister (foto 1) è la prima piattaforma di prova disponibile a livello mondiale per l’analisi dei parametri chiave di questi nuovi prodotti SiC. Questa scheda esegue la complessa ricerca dei componenti adatti, utilizzando quelli necessari al funzionamento. Allo stesso tempo, il layout è stato progettato in modo tale da non distorcere le proprietà del prodotto in esame.

BeFAST permette un’analisi molto veloce e conveniente della tecnologia SiC, senza dover incorrere nel complicato processo di adattamento dei componenti e di modifica del layout.

La tecnologia SiC è utilizzata come interruttore di potenza nella PFC perché offre caratteristiche di prodotto significativamente migliori rispetto alla tecnologia convenzionale. I migliori valori della resistenza di inserzione RDS(on) e livelli più bassi della carica (QRR), che si accumula nel diodo integrato causando perdite, contribuiscono all’aumento dell’efficienza. L’efficienza di funzionamento (CCM) è stata finora pregiudicata da valori troppo alti per queste due proprietà del prodotto. Come ulteriore vantaggio, la tecnologia SiC offre una frequenza di commutazione più alta. Questo significa che le dimensioni di tutti i componenti soggetti all’azione della frequenza si riducono all’aumentare della stessa.

L’impiego di questa nuova generazione di SiC negli stadi TPPFC diventa sempre più importante quando è necessario ottimizzare l’uso dello spazio o i costi. Così, con un’efficienza di picco superiore al 99% e un carico superiore al 50%, i due interruttori SiC nella cosiddetta «slow leg» potrebbero anche essere sostituiti da interruttori a supergiunzione di silicio a basso costo o, senza alcuna difficoltà, con diodi al silicio standard. Più altri due disposti in parallelo ai due interruttori SiC rimanenti (foto 2). Questa opzione permette di eliminare non solo i grandi interruttori e la necessità di raffreddarli, ma anche il relativo controlloL’impiego di questa nuova generazione di SiC negli stadi TPPFC diventa sempre più importante quando è necessario ottimizzare l’uso dello spazio o i costi. Così, con un’efficienza di picco superiore al 99% e un carico superiore al 50%, i due interruttori SiC nella cosiddetta «slow leg» potrebbero anche essere sostituiti da interruttori a supergiunzione di silicio a basso costo o, senza alcuna difficoltà, con diodi al silicio standard. Più altri due disposti in parallelo ai due interruttori SiC rimanenti (foto 2). Questa opzione permette di eliminare non solo i grandi interruttori e la necessità di raffreddarli, ma anche il relativo controllo

Questi due tipi di stadi PFC sono già in uso in molti settori come quelli dei convertitori di corrente AC/DC, degli alimentatori per carichi continui per le telecomunicazioni o dei centri ci calcolo.

 

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published: 10 mar 2022, 16:44:00  by: Angst+Pfister Magazin2022