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POWER
SINE-WAVING
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- ELETTRONICA OGGI 456 - SETTEMBRE 2016
fetto Hall), come mostrato in figura 1. Il controllo ad onda
sinusoidale si basa sulla corrente negli avvolgimenti del
motore ogni 180° tramite un microcontrollore o un circuito
integrato di controllo del motore, come mostrato in figura 3.
Scelta del dispositivo HV-IPD
Il dispositivo HV-IPD integra la circuiteria di pilotaggio dei
gate ed il ponte di potenza per generare le forme d’onda
dei nodi U, V e W per il controllo del motore tramite se-
gnali PWM calcolati come ingressi dal microcontrollore o
dal driver per il controllo del motore (MCD – Motor Control
Driver). Inoltre, il sistema contiene circuiti di protezione
essenziali, come quelli per la protezione da sovracorrenti,
cali di tensione e spegnimento di caso di surriscaldamen-
to. La figura 3 mostra in dettaglio le funzioni interne del di-
spositivo HV-IPD e il suo collegamento al microcontrollore.
Numerosi produttori di semiconduttori offrono dispositi-
vi HV-IPD per un’ampia gamma di applicazioni.
Dato che gli azionamento a velocità variabile
hanno iniziato a diffondersi nel mercato degli
elettrodomestici, i tradizionali dispositivi HV-
IPD abbinano la logica di generazione delle
forme d’onda di controllo trapezoidali da un
segnale PWM in ingresso, con un ponte di po-
tenza che include IGBT ad alta tensione e diodi
a recupero veloce (FRD – Fast recovery Diode).
Toshiba ha sviluppato una serie di dispositi-
vi per il controllo trapezoidale come i modelli
TPD4151K e TPD4142K, che sfruttano i van-
taggi offerti dalla tecnologia Silicon On Insula-
tor per integrare il pilotaggio dei gate a bassa
tensione ed i circuiti di protezione sullo stesso
chip dei dispositivi di potenza, come IGBT ad
alta tensione e diodi FRD.
Gli IGBT integrati in questi dispositivi offrono
diversi vantaggi, come una bassa tensione di-
retta che assicura un’elevata efficienza in fase
di conduzione. Questo tipo di dispositivi HV-IPD rimane
adatto per controllare i piccoli motori trapezoidali utilizza-
ti in elettrodomestici a bassa potenza, come i purificatori
d’aria.
Controllo sinusoidale
La crescente adozione dei motori sinusoidali comporta un
aumento della richiesta di moduli HV-IPD da utilizzare per
il controllo sinusoidale. In particolare, ciò è vero in appli-
cazioni ad alta potenza come lavastoviglie e unità esterne
per il condizionamento dell’aria che impiegano motori più
grandi, e quindi più adatti al controllo sinusoidale. Toshiba
propone i modelli TPD4123K, TPD4144K e TPD4135K per il
controllo di sistemi sinusoidali con tensioni massime ope-
rative fino a 450V e corrente DC massima di 1, 2 e 3 Ampere
rispettivamente. Questi dispositivi prevedono sei IGBT da
500V e i diodi FRD associati, integrati monoliticamente con
Fig. 3 – Soluzione di pilotaggio del motore che combina un microcontrollore ed un
dispositivo HV-IPD
Fig. 2 – Forma d’onda a) trapezoidale b) sinusoidale