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- ELETTRONICA OGGI 436 - MAGGIO 2014
COVERSTORY
L
a moderna architettura DPA (distributed power
architecture) può distribuire la concentrazione
di calore attraverso il sistema, supportare correnti
elevate per tensioni basse e fornire un’eccellente
risposta alle correnti transitorie per carichi che cam-
biano rapidamente. Ulteriori vantaggi sono la flessi-
bilità di aggiungere requisiti di tensioni o correnti e
la possibilità di continuare a utilizzare il sistema in
caso di errore del punto di carico. L’architettura DPA
odierna può essere suddivisa in tre aree principali
(Fig. 1): l’alimentatore AC/DC front-end, i convertitori
DC/DC del punto di carico e l’architettura IBA (Inter-
mediate Bus Architecture) che sta nel mezzo.
Alimentatore AC/DC front-end
La conversione AaC/DC front-end utilizza un trasfor-
matore per portare una linea di alimentazione AC ad
alta tensione a una tensione più facile da gestire, con-
vogliando la corrente AC sinusoidale a bassa tensio-
ne attraverso un raddrizzatore a ponte per produrre
una forma d’onda costante con un valore di tensione
DC equivalente all’ampiezza AC e aggiungendo un
condensatore di grandi dimensioni per stabilizzare
la tensione. La tensione stabilizzata viene poi passata
attraverso un convertitore DC/DC allo scopo di otte-
nere una tensione di bus DC stabile per il sistema.
Una sfida nella conversione AC-DC deriva dalla ne-
cessità di correzione del fattore di potenza e del fil-
traggio delle armoniche. Gli svantaggi di un basso
fattore di potenza (un valore unitario è l’ideale) sono
l’impossibilità, da parte dei fornitori di elettricità, di far
pagare la potenza reattiva (non reale) consumata, la
possibilità che le armoniche vengano immesse nuo-
vamente nella rete causando l’interruzione del ser-
vizio e il rischio per la sicurezza rappresentato dalle
apparecchiature soggette a vibrazioni causate dalle
armoniche. Di conseguenza, la correzione del fattore
di potenza e il filtraggio delle armoniche sono con-
siderate negli standard e nei regolamenti quali EN/
IEC61000-3-2 (per prodotti >75W). Le nuove normati-
ve sulla potenza richiedono in maniera crescente fat-
tori di potenza pari a 0,9 o superiori e limitazioni sulla
distorsione di armoniche totale. I più severi requisiti
odierni in fatto di correzione del fattore di potenza,
inclusa la necessità di supportare i rapidi ed elevati
cambi di carichi, implicano l’uso di una correzione del
fattore di potenza tramite un circuito del convertitore
di boost tra il raddrizzatore a ponte e il condensatore
di stabilizzazione. La correzione del fattore di poten-
za riduce l’efficienza, ostacolando la conformità con
i maggiori requisiti in termini di PFC e standard di ef-
ficienza più severi. Una serie di nuovi standard nor-
mativi per applicazioni specifiche impongono un’ele-
vata efficienza dell’alimentazione. Data l’evoluzione
delle normative e la costante pressione per fornire
più wattaggio per centimetro cubo a prezzi compe-
Un tempo l’architettura di alimentazione prevalente era una
power unit centralizzata che distribuiva energia tramite una rete di cavi
e barre di collegamento; ma insieme alle richieste di potenza, sono cambiate
anche le topologie di alimentazione. Sono state implementate sofisticate
architetture di distribuzione della potenza, basate sulla crescita dei consumi
energetici, i minori requisiti a livello di tensione e l’esigenza di migliori
prestazioni delle tecnologie di elaborazione digitale di supporto
Landa Culbertson*
Mouser Electronics
LA MODERNA ARCHITETTURA
A POTENZA DISTRIBUITA
