EOPOWER39

EO POWER/AUTOMOTIVE - GIUGNO/LUGLIO 2025 XII Power/Automotive • Condensatori più grandi e componenti ingombranti, che limitano la compattezza dell’integrazione. • Carica di reverse recovery (QRR), che causa inefficienze nelle prestazioni e genera rumore. 2. Sistemi di visione ad alta velocità per la navigazione I sistemi di visione come il lidar (Light Detection and Ranging) sono fondamentali per la navigazione robotica e la consapevolezza spaziale. I sistemi lidar richiedono: • Velocità di commutazione estremamente elevate, per ottenere velocità di trasmissione e risoluzione elevate. • Elettronica compatta con induttanza parassita minima, per ottenere prestazioni ottimali. • Una maggiore densità di potenza per garantire una ca- pacità di rilevamento a lungo raggio. 3. Gestione della potenza nei sistemi per intelligenza artificiale Il “cervello” dei robot umanoidi - i processori per l’intel- ligenza artificiale (IA) - richiede convertitori DC-DC effi- cienti e compatti, in grado di fornire energia senza perdite eccessive. I sistemi di intelligenza artificiale sono ad alta intensità di calcolo e richiedono una potenza elettrica si- gnificativa per funzionare, soprattutto quando eseguono compiti complessi, come l’elaborazione delle immagini in tempo reale, il processo decisionale e il controllo del mo- vimento. I convertitori di potenza tradizionali faticano a soddisfare le esigenze di alta densità e alta efficienza dei server IA, con conseguente accumulo di calore, riduzione del tempo di funzionamento e degrado delle prestazioni. Soluzioni tecnologiche EPC: come il GaN rivolu- ziona i robot umanoidi 1. Il GaN per il controllo dei motori: alta efficienza e in- tegrazione compatta I dispositivi in GaN sono particolarmente adatti alle ap- plicazioni di controllo dei motori nei robot umanoidi grazie alle loro proprietà elettriche superiori rispetto ai tradizionali transistor MOSFET in silicio. I dispositivi di potenza in GaN di EPC affrontano le sfide del controllo motore con: • Elevate velocità di commutazione: Da 10 a 100 volte più ve- loci dei MOSFET in silicio, riducono le perdite del mo- tore, migliorano l’efficienza complessiva del sistema e consentono di utilizzare condensatori ceramici compat- ti al posto degli ingombranti ed inaffidabili condensato- ri elettrolitici. • Zero carica di reverse recovery (QRR): Eliminano le perdite di energia e riducono al minimo la generazione di calore. Inoltre, l’eliminazione della carica di reverse recovery comporta una riduzione del dead time in ogni ciclo di commutazione. Riducendo il dead time da diverse cen- tinaia di nanosecondi a poche decine di nanosecondi, i dispositivi in GaN aumentano la coppia per ampere di corrente di fase, con il risultato di ottenere motori più efficienti, un funzionamento a temperatura inferiore e un sistema più silenzioso. • Design compatto: gli stadi di potenza monolitici, come i dispositivi EPC23102 e EPC23104, integrano le funzioni essenziali in un unico chip (come mostrato nella Figura 1), riducendo le dimensioni e migliorando l’affidabilità. L’utilizzo di dispositivi in GaN nelle applicazioni di con- trollo dei motori offre una maggiore efficienza, dimen- sioni e peso ridotti, costi inferiori e maggiore affidabilità. Questi vantaggi rendono il nitruro di gallio il semicon- duttore ideale per il pilotaggio dei motori dei robot uma- noidi, che richiedono un’elettronica di potenza compatta, efficiente e affidabile per funzionare efficacemente. 2. Il GaN nei sistemi lidar: alta risoluzione e prestazioni elevate Per potersi muovere, i robot umanoidi devono anche per- cepire e interagire con l’ambiente circostante in modo simile agli esseri umani. La visione è la funzione senso- riale più critica del robot umanoide, che gli consente di navigare nell’ambiente circostante, evitare gli ostacoli ed eseguire attività complesse. Per ottenere questo risulta- to, i robot si affidano a sistemi di visione avanzati come il lidar. Il GaN offre ai sistemi lidar le seguenti caratte- ristiche: Fig. 1 - Schema a blocchi del circuito integrato ePower Stage EPC23102