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46 - ELETTRONICA OGGI 479 - GIUGNO/LUGLIO 2019 L’ efficienza energetica è diventata l’obiettivo prioritario sia di consumatori e operatori economici, che cercano di ridurre i costi in uno scenario in cui i prezzi dell’energia sono molto elevati, sia dei progettisti che devono garantire la conformità a standard sempre più numerosi e com- plessi. Anche se l’elevato costo associato allo spreco di energia sarebbe un motivo già di per sé sufficien- te, non bisogna dimenticare i problemi, sempre più gravi, provocati dall’impatto ambientale dell’energia che una volta generata si trasforma in calore. Consapevoli della necessità di modificare e miglio- rare questo stato di cose, Governi nazionali e asso- ciazioni industriali hanno definito standard che, in alcuni casi, devono essere soddisfatti prima che un prodotto venga immesso sul mercato. Gli utenti atten- ti ai costi e/o alle problematiche ambientali verifica- no la conformità a tali standard prima dell’acquisto per essere sicuri di comprare prodotti efficienti. Uno degli elementi chiave che deve essere preso in considerazione è lo stadio PFC (Power Factor Cor- rection) che include il filtro per la riduzione delle in- terferenze elettromagnetiche (EMI - Electro Magnetic Interference). L’efficienza non è un singolo punto di funzionamento In ogni applicazione legata alla potenza l’efficienza, oltre a costituire un problema, è un parametro che i costruttori hanno sempre riportato nelle specifiche dei loro prodotti. In passato, l’efficienza era definita mediante il miglior valore conseguito in un singolo punto di funzionamento, solitamente il 75% del pieno carico. I costruttori, di conseguenza, si sono focalizzati su questo livello di carico con l’obiettivo di aumentare la percezione di efficienza dei loro prodotti. In pratica, i dispositivi operano a questo livello di potenza per un periodo di tempo limitato. Nelle applicazioni reali, so- prattutto in presenza di carichi dinamici, l’efficienza effettiva è molto inferiore rispetto a quella prevista. Per questo motivo, gli attuali standard che si occupa- no di efficienza energetica prendono in considerazio- ne le prestazioni relative a tutte le curve di efficien- za, e non si limitano al punto di funzionamento in cui l’efficienza è maggiore. I progettisti, di conseguenza, stanno analizzando l’insieme di opzioni che permet- tano di realizzare tutti gli elementi chiave dei sistemi di conversione di potenza in modo da garantire le mi- gliori prestazioni in presenza di livelli di carico me- dio/bassi. Gli elementi più critici sono lo stadio PFC e il filtro EMI che, insieme, possono consumare fino all’8% della potenza di uscita. PFC in sintesi La tensione fornita dalle società che si occupano del- la erogazione di energia è sempre di tipo sinusoidale, ma non bisogna dimenticare che la forma d’onda e la fase della corrente di linea dipende dal carico che deve essere alimentato. Per il carico più semplice, quello resistivo, la corrente è sinusoidale e in fase, per cui il calcolo della potenza risulta estremamente semplice. Se nel carico è presente un elemento reattivo, come ad esempio un condensatore o un induttore, la for- ma della corrente del carico rimane sinusoidale ma risulta sfasata rispetto alla tensione. In questo caso la potenza attiva (denominata anche potenza reale o media) viene calcolata come in precedenza, anche se moltiplicata per il coseno dell’angolo di fase (fattore PFC: un fattore critico per conseguire gli obiettivi di efficienza energetica Joel Turchi Member of Technical Staff ON Semiconductor Lo stadio PFC e il filtro EMI insieme possono consumare fino all’8% della potenza di uscita POWER FACTOR CORRECTION