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XVII
POWER 15 -
GENNAIO/FEBBRAIO 2018
POTENZA
“REVERSIBILE”
Finché i due percorsi commutano in modo sincrono con
la forma d’onda risonante nel “tank” centrale, o circu-
ito LC, l’intero dispositivo è simmetrico e agisce esat-
tamente come un trasformatore DC; la tensione viene
aumentata in base al rapporto di trasformazione degli
avvolgimenti sul magnete e la corrente verrà ridotta, o
viceversa. Le variazioni di impedenza su una delle porte
si riflettono sull’altra (in funzione del quadrato del rap-
porto delle spire), e la potenza fluirà di conseguenza.
La commutazione in risonanza a tensione e corrente nul-
le garantisce basse perdite: la minima quantità di ener-
gia immagazzinata nel “tank” o circuito LC risonante,
garantisce una buona risposta ai transitori da parte del
convertitore. Una frequenza di commutazione dell’ordi-
ne dei MHz, inoltre, consente di utilizzare induttori e
condensatori piccoli e leggeri.
Sebbene la topologia SAC sia intrinsecamente bi-dire-
zionale, due serie di componenti di potenza sono par-
ticolarmente utili in applicazioni bi-direzionali. Uno è il
modulo BCM (Bus Converter Module), che offre conver-
sioni isolate con rapporto fisso tra due rail (terminali) di
tensione. L’altro è una versione non isolata dello stesso
modulo (nota come NBM) che, per il resto, è simile.
La seconda è leggermente più facile da usare in una con-
figurazione bi-direzionale, poiché l’avvio (ovvero la ge-
nerazione e la stabilizzazione della commutazione riso-
nante) è provocato da un’alimentazione applicata a una
delle porte. Nel caso fosse necessario l’isolamento, l’im-
piego del modulo BCM richiede l’aggiunta di un nume-
ro ridotto di componenti per fornire la polarizzazione
(bias) necessaria per l’avvio a partire dall’alimentazione
applicata al laro secondario.
Casi di utilizzo della modalità bi-direzionale
Una efficiente conversione di potenza bi-direzionale
può essere utilizzata in una gamma di scenari molto di-
versi, che possono essere raggruppati in un certo nume-
ro di modalità, come riportato in figura 2. Il convertito-
re (isolato e non) può funzionare in modalità diretta, si
tratta quindi di un dispositivo di tipo step-down, in grado
di convertire una tensione ad esempio da 48 a 12V, o
step-up. In diversi momenti può operare in entrambe
le direzioni o, come nel quarto caso, due unità possono
operare come una coppia speculare, ovvero come due
unità identiche collegate una di seguito all’altra (back-
to-back). Il settore delle energie rinnovabili offre nu-
merose opportunità per lo sviluppo di molte potenziali
applicazioni. Fino a tempi anche relativamente recenti,
i pannelli fotovoltaici erano utilizzati sotto forma di ma-
trici connessi alla rete di distribuzione, che producono
energia sotto forma di corrente continua, che viene in-
viata a un inverter che la converte in corrente alternata,
per trasportarla e utilizzarla nelle reti di distribuzione.
Questa energia viene in parte immessa in rete e in parte
consumata sul posto. Un concetto che sta rapidamente
guadagnando terreno è quello degli array di pannelli fo-
tovoltaici isolati (vale a dire non connessi alla rete pub-
blica) che alimentano un accumulatore autonomo per
Fig. 2
– Quatto modalità associate all’utilizzo del convertitore SAC