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POWER FACTOR CORRECTION 48 - ELETTRONICA OGGI 479 - GIUGNO/LUGLIO 2019 di potenza, vi sono principalmente due tipi di perdite: di commutazione e di conduzione (Fig. 3). Le perdite di conduzione, a loro volta, sono la somma di due tipologie di perdite: quelle proporzionali alla potenza del sistema dovute a fattori quali la tensione diretta dei diodi presenti nel ponte e quelle proporzionali al quadrato della potenza del sistema che comprendo- no le perdite resistive, come quelle imputabili alla on- resistance dei MOSFET. Queste ultime hanno un’in- fluenza maggiore sull’efficienza in presenza di livelli di potenza più elevati. Le perdite di commutazione, dal canto loro, sono in larga misura proporzionali alla corrente e quindi alla potenza che viene trasmessa. Esse d’altra parte sono costanti e non correlate alla potenza del sistema. Tali perdite sono provocate dalle capacità parassite e dalle correnti di carica e sono in genere proporzio- nali alla frequenza di commutazione del sistema. Nel momento in cui i progettisti tendono a utilizzare fre- quenze di funzionamento più elevate al fine di ridur- re le dimensioni del sistema, il problema legato alle perdite di commutazione tende a diventare sempre più critico, specialmente in presenza di bassi livelli di potenza, dove tali perdite possono provocare una riduzione significativa dell’efficienza. Schemi di controllo per PFC Per soddisfare le esigenze di sistemi differenti sono stati sviluppati vari schemi di controllo per PFC an- che se, in linea generale, l’obiettivo è ridurre le per- dite di commutazione per carichi di valore ridotto e le perdite di conduzione per carichi di valore più elevato. Come riportato in figura 4, vi sono essenzialmente tre schemi di controllo base. La modalità CCM (Continuous Conduction Mode) opera a frequenza fissa e limita l’ondulazione della corrente dell’induttore ma consente un aumento del- le perdite. Di solito viene utilizzata per sistemi a ele- vata potenza (> 300 W). La modalità CrM (Critical Conduction Mode) prevede che venga avviato un nuovo ciclo di commutazio- ne nel momento in cui la corrente dell’induttore va a zero, evitando in tal modo il ricorso a un diodo a recupero veloce. Ciò produce una frequenza di com- mutazione variabile con una corrente di ondulazione abbastanza ampia. Si tratta di uno schema semplice ed economico, molto diffuso nelle applicazioni a bas- sa potenza come ad esempio quelle d’illuminazione. Nel momento in cui è andato diffondendosi l’uso di MOSFET con bassi valori di on-resistance, la modali- tà CrM viene ora utilizzata anche in applicazioni dove sono in gioco potenze più elevate. La modalità FCCrM (Frequency-clamped critical con- duction mode) è stata introdotta parecchi anni fa da ON Semiconductor per limitare il range di oscillazio- ne della frequenza della modalità CrM. In presenza di carichi di valore ridotto, dove la frequenza è più elevata, è previsto il passaggio alla modalità DCM (Discontinous Conduction Mode) al fine di ridurre le perdite di commutazione. Mediante circuiti aggiuntivi è possibile risolvere il problema dei “tempi morti” che sono tipici della modalità DCM in modo da assicurare che la corrente abbia la forma d’onda corretta. ON Semiconductor, oltre a proporre una vasta gam- ma di soluzioni a livello di componenti tra cui control- lori del fattore di potenza e commutatori di potenza, fornisce numerose risorse di design che aiutano i progettisti nello sviluppo delle loro soluzioni PFC. Fig. 3 – Le perdite di commutazione e di conduzione contribuiscono alle perdite complessive in un sistema di potenza Fig. 4 – Tipologie dei principali schemi di controllo per PFC