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- ELETTRONICA OGGI 449 - OTTOBRE 2015
COMPONENTS
TRANSDUCERS
Oltre i limiti della tecnologia
a effetto Hall
L
a riduzione dei consumi energetici e il miglioramento
dell’efficienza sono obiettivi fondamentali per la mag-
gior parte delle applicazioni elettroniche relative all’a-
limentazione, in particolare per le unità di controllo motori,
gruppi di continuità e alimentatori switch-mode, oltre che per
usi industriali quali ad esempio le unità di saldatura. Fuori
dalla sfera industriale, questi stessi obiettivi si possono riscon-
trare anche nei moderni impianti di generazione elettrica che
utilizzano energia eolica e solare.
Per soddisfare questi requisiti è necessario fare uso dei ma-
teriali più avanzati, allo scopo di migliorare l’isolamento e
raggiungere più elevati livelli di scarica parziale, garantendo
sicurezza e immunità da campi elettromagnetici, magnetici ed
elettrici esterni. Oltre alla protezione EMC e a un basso livello di
emissioni, l’obiettivo è quello di mantenere elevate prestazioni
entro un’ampia gamma della temperatura di funzionamento.
Raggiungere questi obiettivi con i semiconduttori di poten-
za significa ricercare caratteristiche come una bassa deriva
termica, rapidi tempi di risposta, una
bassa influenza in modo comune,
ampia larghezza di banda e basso
rumore verso i componenti adiacenti.
Un’azienda che si prefigge questi
obiettivi con i trasduttori
è
LEM
, i
cui
più recenti prodotti sono andati molto
oltre quello che finora era ritenuto il
limite della tecnologia ad effetto Hall.
Il prossimo passo
La tecnologia a effetto Hall classica è
stata utilizzata nel settore industria-
le per lungo tempo. Se da un lato la
sua precisione è abbastanza buona,
attestandosi su un 1
÷
2%, essa è stata
finora controbilanciata da prestazioni
di basso livello in un ampio range di
temperatura. Una possibilità alternativa è quella di utilizzare,
invece del chip ad effetto Hall, un rilevatore Fluxgate, che mi-
gliora la stabilità in temperatura. Il rilevatore Fluxgate è sostan-
zialmente poco più di un avvolgimento in rame, ma la gestione
delle sue prestazioni può essere costosa.
Per questo motivo gli specialisti di LEM hanno cercato di tro-
vare il modo per raggiungere con la tecnologia ad effetto Hall
le prestazioni che il rilevatore Fluxgate potrebbe gestire. Il ri-
sultato è stato un ASIC basato sulla tecnologia ad effetto Hall
da utilizzare in modalità ad anello chiuso. Questo approccio ha
permesso anche di superare altri inconvenienti del Fluxgate,
come il rumore, l’avvio con corrente
primaria e il riavvio immediato dopo
un sovraccarico.
L’ASIC è il cuore dei più recenti tra-
sduttori LEM ed offre il maggior con-
tributo al miglioramento delle pre-
stazioni in termini di offset e deriva
dell’offset. Il segreto di questo miglio-
ramento consiste in una tecnica di
spinning brevettata e nei relativi IC
specializzati.
Il successo è stato tale, che l’azienda
ha deciso di rinnovare l’intera gam-
ma di trasduttori di corrente basati
sull’effetto Hall ad anello chiuso per
misure di corrente nominale da 200A
a 2000A. In questo contesto sono sta-
te introdotte quattro nuove serie - LF
Michel Ghilardi
R&D Program manager
LEM
I trasduttori aprono nuovi orizzonti in termini
di precisione in un ampio range di temperatura
Fig. 1 – La nuova gamma di trasduttori di corrente LF xx10
Fig. 2 – Principio di funzionamento del trasduttore di
corrente ad anello chiuso