74 / 86
XVI
POWER 15 -
GENNAIO/FEBBRAIO 2018
Power
Solo pochi anni fa, un progettista di si-
stemi di alimentazione avrebbe certo
desiderato di poter convertire con fa-
cilità un valore di tensione DC in un
altro. Oggi, quel desiderio è stato esau-
dito e il “trasformatore DC” è una realtà
concreta. Inoltre, non bisogna dimenticare
che altre funzionalità, come il flusso della potenza com-
pletamente reversibile, cioè bi-direzionale, garantiscono
una ancora maggiore libertà in fase di progettazione.
Prima di esaminare alcune modalità utili per sfruttare
le possibilità offerte da questi componenti, vale la pena
valutare le potenzialità offerte da un semplice cambio
di prospettiva. Di solito, si è abituati a un paradigma “da
sinistra verso destra”; abitualmente si osservano e dise-
gnano diagrammi in cui segnali progrediscono dall’ori-
gine alla destinazione, dal sensore al trasduttore in usci-
ta, attraverso la pagina, ma sempre in quella direzione,
da sinistra a destra. Anche l’energia solitamente “si fa
strada” dall’origine al carico e, in una rappresentazio-
ne su grafico, “viaggia” da sinistra verso destra. È quindi
naturale pensare che i
componenti e i sotto-
sistemi che espletano
operazioni di conver-
sione di potenza sia-
no conformi a questa
convenzione e che
siano monodireziona-
li. Nell’elettronica di
potenza, il principio
appena esposto è sta-
to ampiamente verifi-
cato, con l’eccezione
evidente del trasforma-
tore AC di tipo conven-
zionale.
SAC, un convertitore simmetrico
I componenti modulari ora a disposizione dei progetti-
sti si distinguono per due caratteristiche fondamentali:
essi si propongono come “trasformatori DC” efficaci ed
efficienti – in altre parole forniscono una conversione
DC-DC con rapporto di conversione fisso – e sono intrin-
secamente bi-direzionali. Anche se una descrizione det-
tagliata su come ottenere il funzionamento bi-direziona-
le esula dallo scopo di questo articolo, è possibile avere
un’idea generale su questo concetto ed è utile esaminare
i principali elementi della tecnologia SAC (Sine Ampli-
tude Converter). Invece del tradizionale approccio “da
sinistra verso destra”, ora si parte dal centro, dove è pre-
sente un trasformatore con un condensatore in serie,
mantenuto in risonanza con l’induttanza di dispersione
del trasformatore. Da un lato c’è un ponte di commu-
tazione che. Convenzionalmente, dovrebbe essere visto
come uno stadio di ingresso atto a regolare il valore della
tensione (chopper) del bus DC, e dall’altro una confi-
gurazione sostanzialmente identica, che potrebbe essere
definita come un rettificatore sincrono.
Arthur Jordan •
principal field
applications engineer
•
Vicor
I vantaggi del
bi-directional power
design
La disponibilità di componenti di conversione di potenza bi-direzionali permette di
utilizzare questi prodotti bi-direzionali non solo per applicazioni semplici, come ad
esempio batterie di backup/riserva di energia, ma anche in tutti quei settori in cui
qualsiasi forma di energia possa essere convertita in energia elettrica
Fig. 1
– Schema del convertitore SAC (Sine Amplitude Converter)