EOPOWER39

EO POWER/AUTOMOTIVE - GIUGNO/LUGLIO 2025 XXXI Fig. 5 - Le correnti istantanea e media in un circuito boost PFC CCM. (Immagine per gentile concessione di Vishay Semiconductor) classificato per una corrente diretta di 5 A, con una ten- sione diretta di 1,5 V alla massima corrente nominale. La corrente di dispersione inversa del diodo è di 30 mA e la sua temperatura massima di funzionamento della giunzione è di +175 °C. Figura 3: Il diodo SiC MPS VS-3C05ET12T-M3 è disponi- bile in un contenitore a foro passante ed è classificato per una corrente diretta di 5 A, con una tensione diretta di 1,5 V alla massima corrente nominale. (Immagine per gentile concessione di Vishay Semiconductor) Questa famiglia di diodi è la scelta migliore per le appli- cazioni ad alta velocità e a commutazione rapida e ga- rantisce un funzionamento efficiente in un ampio inter- vallo di temperatura. Applicazioni dei diodi SiC MPS I diodi MPS sono utilizzati in un’ampia varietà di cir- cuiti di potenza a commutazione, come i convertito- ri c.c./c.c., compresi quelli che utilizzano le topologie FBPS (ponte intero a variazione di fase) e LLC (indut- tore-induttore-condensatore), tipiche nelle applicazio- ni fotovoltaiche. Un’altra applicazione comune è quella degli alimentatori c.a./c.c. che utilizzano circuiti PFC. Il fattore di potenza è il rapporto tra potenza attiva e apparente e misura l’efficienza con cui l’energia in in- gresso viene utilizzata nelle apparecchiature elettriche. Un fattore di potenza pari a uno è l’ideale. Un fattore di potenza inferiore significa che la potenza apparente è maggiore della potenza attiva, il che provoca un au- mento della corrente necessaria per pilotare un deter- minato carico. Correnti di picco elevate in carichi con fattori di potenza bassi possono anche causare armo- niche sulla linea elettrica. I produttori generalmente indicano l’intervallo consentito per il fattore di poten- za dell’utente. Gli alimentatori c.a./c.c. possono essere progettati con PFC incluso (figura 4). Nella figura 4, il raddrizzatore a ponte B1 converte l’in- gresso c.a. in c.c. Il Q1 MOSFET è un interruttore elet- tronico che viene acceso e spento da un CI PFC (non in figura). Mentre il MOSFET è acceso, la corrente attra- verso l’induttore aumenta linearmente. A questo pun- to, la polarizzazione del diodo SiC viene invertita dalla tensione sul condensatore di uscita (C OUT ) e la bassa per- dita inversa del diodo SiC riduce al minimo la perdita di dispersione. Quando il MOSFET è spento, l’induttore eroga una corrente linearmente decrescente a C OUT at- traverso il diodo raddrizzatore di uscita con polarizza- zione diretta. In un circuito PFC CCM, la corrente dell’induttore non scende a zero durante l’intero ciclo di commutazione. I PFC CCM sono comuni negli alimentatori che fornisco- no diverse centinaia o più di watt. Il CI PFC modula la larghezza di impulso (PWM) dell’interruttore MOSFET in modo che l’impedenza di ingresso del circuito di alimen- tazione appaia puramente resistiva (fattore di potenza pari a uno) e il rapporto tra corrente di picco e corrente media, il fattore di cresta, sia mantenuto basso (figura 5). A differenza delle modalità di funzionamento a corren- te discontinua e critica, in cui la corrente dell’indut- tore raggiunge lo zero e il diodo commuta a uno stato non polarizzato, la corrente dell’induttore in un circuito CCM non scende mai a zero, per cui quando l’interrutto- re cambia stato, la corrente residua dell’induttore non è zero. Quando il diodo passa allo stato inverso, il recupero inverso contribuisce in modo significativo alle perdite. L’utilizzo di un diodo SiC MPS elimina queste perdite. La riduzione della perdita di commutazione dovuta all’uti- lizzo del diodo SiC MPS offre il vantaggio di ridurre le dimensioni e il costo del chip, sia per il diodo sia per l’interruttore attivo. Rispetto al Si, i diodi Schottky SiC MPS di Vishay offrono correnti nominali dirette più elevate, cadute di tensione diretta più basse e perdite di recupero inverso ridot- te, il tutto in un contenitore più piccolo con temperature nominali più elevate. Per questo sono adatti all’impiego in progetti di alimentazione a commutazione.