EOPOWER_26

POWER SIC VS SI SFET al SiC con Q rr migliorata aiutano a raggiungere que- sto obiettivo. Tali dispositivi supportano ora topologie a commutazione rigida a mezzo ponte/a ponte intero per la correzione del fattore di potenza. Per la propria tec- nologia CoolMOS, Infineon aveva precedentemente rac- comandato un approccio con corrente triangolare (TCM), ma con il SiC è possibile realizzare una topologia PFC to- tem-pole in modalità a conduzione continua. Capacità di uscita C OSS In una topologia a commutazione rigida, l’energia im- magazzinata E OSS deve essere dissipata; questa energia è generalmente maggiore rispetto alla versione più re- cente dei dispositivi CoolMOS. Rispetto alle perdite di accensione di una topologia PFC totem-pole tuttavia, è ancora relativamente bassa e quindi trascurabile, alme- no inizialmente. La capacità inferiore consente di ottenere velocità di commutazione più elevate, ma ciò può anche portare a sovraelongazioni della tensione al drain source (VDS) durante l’accensione. Con i MOSFET al Si, questo può essere compensato uti- lizzando una resistenza esterna per il gate, per ridurre le velocità di commutazione e ottenere la riduzione della tensione richiesta dell’80% al drain source. Lo svantag- gio di questa soluzione è che, soprattutto durante lo spe- gnimento, l’aumento della corrente comporta maggiori perdite di commutazione. Mentre la capacità di uscita con i MOSFET al SiC è maggiore rispetto ai dispositivi di potenza al Si con una tensione di alimentazione di 50 V, la relazione C OSS /V DS è molto più lineare. Il risultato è che i MOSFET al SiC consentono di utiliz- zare una resistenza esterna inferiore nello stesso circu- ito rispetto ai modelli al Si, senza superare la tensione massima al drain source. Ciò può essere vantaggioso in alcune topologie circuitali, ad esempio nei convertitori DC/DC risonanti di tipo LLC, in cui è possibile evitare il resistore di gate aggiuntivo. Malgrado la tecnologia al carburo di silicio offra molti vantaggi, l’obsolescenza dei MOSFET in silicio non è per nulla scontata. Ciò è dovu- to in parte alla tensione di soglia molto più elevata del diodo intrinseco: la semplice sostituzione di un MOSFET al Si con un modello al SiC comporterebbe una perdita di potenza quattro volte superiore sul diodo intrinseco, sacrificando sostanzialmente i miglioramenti di effi- cienza. Per trarre effettivamente vantaggio dall’efficienza su- periore dei MOSFET al SiC, occorre utilizzare la fun- zione boost per la conversione PFC applicata sul cana- le MOSFET e non in direzione inversa lungo il diodo di body. Inoltre, è necessario ottimizzare i tempi morti per sfruttare appieno i vantaggi dei MOSFET al SiC. EO POWER - OTTOBRE 2021 XXVII