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- ELETTRONICA OGGI 438 - LUGLIO/AGOSTO 2014
occorre una seconda commutazione IGBT, il
vero e proprio inverter. In tal caso tramite
un circuito a ponte vengono sempre con-
trollate due coppie di IGBT con un segnale
PWM controfase. Per ottenere un seno a 50
Hz il più possibile perfetto occorre qui lavo-
rare con frequenze di controllo dell’ordine
di grandezza da 10 kHz a 20 kHz. Il filtro LC
collegato a monte raddrizza ancora la ten-
sione d’uscita e quindi niente impedisce più
l’alimentazione in rete.
A cosa fare attenzione nel controllo degli IGBT
Fin qui il principio di base di un’applicazione
IGBT. Ma per capire dove entra in gioco il con-
vertitore DC/DC è necessaria una visione più
precisa del controllo dell’IGBT. Di ciò si occupa
il driver dell’IGBT. Questo fa parte del circuito
di potenza ed è “sospeso” con i relativi valori
di tensione (Fig. 1). Una separazione galvanica
del circuito di regolazione non è perciò stret-
tamente necessaria. Questa avviene per mezzo
di un optoaccoppiatore per il segnale di con-
trollo e in genere tramite due convertitori DC/
DC ad alto isolamento per l’alimentazione.
Ma perché due convertitori? Ciò è dovuto alle
caratteristiche dell’IGBT, che rappresenta un
realtà un ibrido fra MOSFET e transistor bipo-
lari. L’obiettivo è di commutare alti potenziali
con meno perdite possibili. Ciò riesce solo per
il fatto che la capacità del gate viene carica-
ta il più rapidamente possibile, il che provo-
ca però massicci picchi di corrente (di/dt) e
una pesante sollecitazione delle componenti
coinvolte. La resistenza di gate RG permette la
massima velocità di commutazione con limiti
di/dt ancora appena tollerabili.
Ciò per quanto riguarda la procedura di atti-
vazione. La disattivazione si comporta esatta-
mente al contrario. Qui la carica della capacità
di gate deve essere rimossa il più rapidamente
possibile. Ciò viene reso possibile dalla ten-
sione di comando V
G-
. Impiegando un’alimen-
tazione simmetrica sarebbe quindi di -15V (per
un’attivazione affidabile di un IGBT occorrono
+15V). Fin qui tutto a posto. Ma questa rapi-
da scarica del gate comporta enormi picchi di
tensione (dv/dt), che compromettono a loro
volta la durata. La soluzione del problema è
una riduzione della tensione di controllo nella
RECOM
Rapporti fondamentali
I
G
è proporzionale a I
C
V
G
è proporzionale a V
CE
Procedura di attivazione
R
G(IN)
maggiore
➡
t
ON
più lenti
➡
perdite commutazione superiori
R
G(IN)
minore
➡
t
ON
più veloci
➡
di/dt superiore
Procedure di disattivazione
V
G
-superiore
➡
t
OFF
più rapidi
➡
scarica affidabile del gate
V
G
-inferiore
➡
t
OFF
più lenti
➡
dv/dt ridotto
Fig. 1 – Schema di funzionamento di un impianto fotovoltaico con due livelli IGBT. Sia il convertitore boost sia l’inverter necessitano,
per il controllo, di convertitori DC/DC ad alto isolamento, per una separazione galvanica del circuito di regolazione dalla parte dell’alta
tensione
