Pagina 22 - EO Power n.1

POWER 1 - APRILE 2013 XXII
Power
Efficienza: un parametro chiave
Oggigiorno l’efficienza è uno dei temi più “caldi”: oltre ad
essere “politically correct”, l’efficienza e la dissipazione del
carico termico hanno impatti di notevole entità sulla pro-
gettazione e sul posizionamento dell’apparato, oltre che sui
costi di esercizio e globali riferiti all’intero ciclo di vita del
prodotto.
Al giorno d’oggi esistono numerose normative che impon-
gono livelli di efficienza minimo per gli alimentatori, i cui
valori specifici dipendono dalla potenza nominale dell’a-
limentatore. In ogni caso, i più importanti produttori che
operano in questo mercato realizzano prodotti conformi a
tali normative.
In ogni caso è necessario accertarsi che l’alimentatore sia
corredato delle certificazioni in vigore nei Paesi in cui è u-
tilizzato in quanto gli standard non sono armoniz-
zati su scala globale.
Poiché tutti gli alimentatori possono vantare livelli
di efficienza compresi tra l’85 e il 95%, è utile chie-
dersi perché preoccuparsi di conoscere il valore e-
satto di questa percentuale. Dopotutto gli odierni
alimentatori a commutazione garantiscono presta-
zioni, in termini di efficienza, nettamente superio-
ri rispetto a quelli dei più datati alimentatori line-
ari (non a commutazione), i quali non andavano
oltre il 50%-60%.
La ragione è molto semplice: anche una differenza
di pochi punti percentuali può fare una notevole
differenza per tre ragioni. Si prenda come esem-
pio una casa da gioco, in cui sono presenti centi-
naia di slot machine:
• in primo luogo, è necessaria una potenza mag-
giore, che va a sommarsi e rappresenta una spesa
corrente;
• in secondo luogo, è necessario eliminare il calore
generato, che rappresenta anch’esso una spesa cor-
rente;
• in terzo luogo è risaputo che il calore è uno dei
principali “killer” della componentistica elettronica
e un aumento di temperatura di pochi gradi può ri-
durre notevolmente la durata dell’alimentatore con
tutti gli svantaggi che ciò comporta: sostituzione sul
campo, costo del lavoro e forzata inattività di un pro-
dotto per molte ore (e anche più) con conseguente
perdita dei relativi incassi.
Un alimentatore progettato e realizzato in maniera
adeguata funzionante nel rispetto delle specifiche
nominali ha un MTTF (Mean Time to Failure) di pa-
recchie centinaia di migliaia di ore: un incremento
di 10 °C può dimezzare il valore dell’MTTF.
A questo punto la mossa più logica è scegliere l’ali-
mentatore caratterizzato del livello di efficienza più
elevato che rispetti in vicoli di spesa per la BOM (Bill
Of Material), tenendo anche in considerazione i costi di
esercizi e quelli globali. Per quanto riguarda l’efficienza, è
necessario tenere in considerazione il fatto che questo para-
metro non è costante in tutte le condizioni di carico. Molti
costruttori forniscono il grafico dell’efficienza in funzione
del carico che mostra le prestazioni dell’alimentatore a par-
tire da un carico ridotto (ad esempio 10%) fino ad arrivare
al pieno carico. Gli alimentatori di solito evidenziano un
punto ottimale (sweet spot) in cui l’efficienza è massima:
questo è posizionato tra l’85 e il 95% del valore di corrente
nominale a pieno carico.
Per decidere il livello di efficienza richiesto e i vantaggi che
potrebbero derivare da un aumento di questo parametro è
necessario individuare le modalità di funzionamento sulla
curva di carico e il duty cycle del prodotto. Un alimentato-
Fig. 2 – In molte istallazioni è previsto un singolo conver-
titore AC/DC per fornire una tensione DC a una serie di
convertitori per bus intermedio (IBC) che a loro volta volta
rendono disponibili ai terminali DC le tensioni del valore
richiesto
Fig. 3 – L’efficienza di un alimentatore non è costante e varia
in funzione del carico: per ogni alimentatore è possibile indi-
viduare un’area dove l’efficienza è massima