EO_Power-481
IX POWER 20 - OTTOBRE 2019 PACKAGING I risultati della simulazione sono illustrati nella figura 8. Come si può notare è possibile raggiungere un’ef- ficienza del 98,7% ca. con il 60% ca. della potenza in uscita nominale. Non sono state modellate altre perdi- te fuorché quelle del semiconduttore. Naturalmente si devono attendere anche perdite d’induttanza e ulteriori componenti passivi nonché nei circuiti di comando del gate e nella regolazione del sistema, che devono essere prese in considerazione per un’analisi completa. Tutta- via risulta chiaro che è possibile realizzare uno stadio PFC monofase ad elevata performance partendo dalla topologia totem pole con MOSFET SiC da 650 V. In quest’articolo sono stati illustrati vantaggi a livello di performance derivanti dall’utilizzo di un package SMD a bassa induttanza con terminale Kelvin source per MO- SFET SiC veloci. È stato mostrato come, in presenza di correnti elevate, in particolare le perdite di accensione si riducono in maniera significativa con il package SMD, in quanto il circuito di comando del gate viene separato dalle variazioni di corrente con dI/dt elevata che si verifi- cano nel circuito di carico nonché dalle cadute di tensio- ne induttiva che ne derivano attraverso l’induttanza del package. Inoltre l’induttanza complessivamente ridotta del package, consente una velocità di spegnimento del MOSFET SiC maggiore. Entrambi questi vantaggi danno come risultato perdite di commutazione notevolmente ridotte. A livello di sistema si è dimostrato come dai MO- SFET SiC da 650 V con valori RDS(ON) attorno ai 60 mΩ in un PFC totem pole da 3,7 kW è plausibile attendersi un’efficienza di picco >98% con frequenze di commuta- zione elevate. Ciò consente design compatti, aspetto di particolare rilevanza per lo sviluppo di caricabatterie on board per applicazioni nel settore automotive. Fig. 7 – Topologie per stadi PFC monofase Fig. 6 – Diagramma a blocchi di un cari- cabatterie on board da 11 kW basato su diversi PFC da 3,7 kW Fig. 8 – Efficienze previste per PFC totem pole prendendo in considerazione esclusivamente le perdite nel semiconduttore (V IN = 230 V, V OUT = 400 V, f SW = 100 kHz, SCT3060AW, interruttore 60 mOhm in half-bridge LF)
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