EO POWER 32

EO POWER - SETTEMBRE 2023 XXV GAN DRIVERS Questo articolo illustra i vantaggi relativi degli stadi di potenza basati su GaN, illustra le caratteristiche di un dispositivo di EPC, implementato in una topologia a semiponte e spiega come utilizzare i relativi kit di sviluppo per un rapido avvio del progetto Le applicazioni alimentate a batteria, come i robot colla- borativi (cobot), le biciclette elettriche, i droni industriali e gli utensili elettrici, richiedono motori elettrici leggeri e potenti proposti in un fattore di forma compatto. I motori c.c. brushless (BLDC) rappresentano una buona opzione, ma l’elettronica di pilotaggio del motore è piuttosto com- plessa e richiede di prendere in considerazione diversi aspetti in fase di progettazione. Il progettista deve rego- lare in maniera molto accurata la coppia, la velocità e la posizione, assicurando al contempo un’elevata precisio- ne e riducendo al minimo vibrazioni, rumore e radiazioni elettromagnetiche (EMR). Inoltre, deve evitare il ricorso a dissipatori di calore ingombranti e cablaggi esterni per di- minuire peso, spazio e costi. Come spesso accade, la sfida per i progettisti diventa quel- la di bilanciare i requisiti di design con i requisiti di tempo e budget, evitando al contempo costosi errori di sviluppo. Una buona soluzione è rappresentata dall’utilizzo di se- miconduttori veloci e a basse perdite, come il nitruro di gallio (GaN), per gli stadi di potenza necessari ad azionare i motori BLDC. Questo articolo illustra i vantaggi relativi degli stadi di po- tenza basati su GaN, illustra le caratteristiche di un dispo- sitivo di EPC , implementato in una topologia a semiponte e spiega come utilizzare i relativi kit di sviluppo per un rapido avvio del progetto. I progettisti impareranno a mi- surare i parametri di un motore BLDC e a farlo funzionare in modalità di controllo a orientamento di campo (FOC – Field Orientation Control) senza ricorrere a sensori, mini- mizzando gli oneri di programmazione grazie alla suite di sviluppo motorBench di Microchip Technology . I vantaggi del GaN Per controllare in modo efficiente un motore BLDC nelle applicazioni alimentate a batteria, gli sviluppatori han- no bisogno di uno stadio di pilotaggio efficiente e leggero con un fattore di forma compatto da implementare il più vicino possibile all’azionamento, ad esempio all’interno dell’alloggiamento del motore. I transistor bipolari a gate isolato (IGBT) sono robusti e possono commutare potenze elevate fino a 100 MW a una frequenza massima di 200 kHz, ma non sono adatti per i dispositivi che devono gestire la ricarica delle batterie con tensioni fino a 80 V. L’elevata resistenza di contatto, il Come integrare gli stadi di potenza GaN per sistemi di azionamento di motori BLDC efficienti alimentati a batteria Rolf Horn Applications Engineer Digi-Key Electronics