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XXIV Power POWER 19 - OTTOBRE 2018 driver del gate. La figura 3 mostra i componenti chiave del- la topologia circuitale A-SRB. Il vero e proprio transistor di commutazione (Q1) è di tipo DTMOS IV a supergiunzio- ne ad alta tensione, con una tensione inversa massima ad esempio di 650 V. Il transistor ausiliario Q2 collegato in se- rie al Q1 è di tipo UMOS VIII a supergiunzione a bassa ten- sione, con una tensione inversa di 60 V. Come un diodo di ricircolo, viene utilizzato un diodo Schottky al SiC con una carica di recupero inversa molto bassa. Questa particolare topologia circuitale è controllata da un IC driver dedicato T1HZ1F. A partire da un segnale PWM in ingresso, questo IC genera tutti i segnali di controllo richiesti per i gate dei transistor, oltre all’impulso di carica per precaricare la ca- pacità in uscita di Q1. La tecnologia A-SRB sviluppata da Toshiba consente una notevole riduzione delle perdite di commutazione. Essa è adatta per numerose applicazioni quali gli inverter fotovoltaici, i converti- tori DC/DC, i blocchi per la correzione del fattore di potenza (PFC) e anche le unità di controllo per auto. La figura 4 presenta una selezione di topologie di convertitore che possono essere utiliz- zate in tecnologia A-SRB. Grazie alla topologia circuitale A-SRB, i transistor inferiori di grandi dimensioni possono essere facilmente sostituiti, come mo- strato in figura 3. Per dimostrare l’effi- cacia della tecnologia A-SRB, sono state effettuate delle simulazioni SPICE su un ponte a inverter (topologia H4) sia con tecnologia A-SRB, sia senza. La figura 4 illustra il miglioramento dell’efficienza per diverse potenze di uscita e frequen- ze di commutazione con modulazione bipolare, ottenuta grazie alla tecnologia A-SRB. Come transistor di commutazione è stato utilizzato un DTMOS di tipo IV di Toshiba con bassa RDS(on) (100 A, 600 V). Poiché la topologia A-SRB riduce le perdite di commutazione, il guadagno in efficienza risulta evidente a frequenze di commutazione elevate. In questo esempio il massimo guadagno di efficienza raggiunge circa il 6%. La parte principale del sistema, il ponte a inverter con funzio- nalità A-SRB, può essere realizzata in modo diverso secon- do la potenza nominale. Come inverter per moduli con una potenza in ingresso massima di circa 300 W, Toshiba offre la soluzione T1JM4. Il modulo integra un semiponte completo, che comprende il gate driver con funzionalità A-SRB, il transistor di com- mutazione, e i diodi Schottky al SiC. Per gli inverter fotovol- taici con potenza d’ingresso più elevata fino a 5 kW, sono disponibili gate driver discreti come kit in combinazione con gli elementi di commutazione. In definitiva, per l’ot- timizzazione dei costi dei sistemi elettronici di potenza, le perdite devono essere gestite in modo efficace. La gestione intelligente delle perdite di prestazioni consente di utiliz- zare sistemi a basso costo basati sulla tecnologia al silicio collaudata e caratterizzata da maggiore densità di potenza ed efficienza energetica. La tecnologia A-SRB di Toshiba as- sicura guadagni di efficienza significativi. Essa è adatta non solo per gli inverter fotovoltaici, ma anche per molte altre applicazioni quali convertitori DC/DC, blocchi per la cor- rezione del fattore in elettronica di potenza e azionamenti di potenza. Nota ¹Toshiba Corporation Energy Systems & Solutions Company, 2016. Sistema di commutazione e di conver- sione di potenza su semiconduttore. Brevetto Europeo EP 2 600 527 B1. 03.02.2016 Fig. 3 – Techiche per ridurre le perdite di commutazione di un semiponte (Fonte: Toshiba) Fig. 4 – Utilizzo della topologia A-SRB per incrementare il grado di efficienza