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POWER EGAN POWER SUPPLY 39 - ELETTRONICA OGGI 482 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2019 quasi nulla (Fig. 3). I tradizionali MOSFET di potenza al silicio, invece, hanno velocità di variazione tipiche tra 3 e 10 V/ns. Navitas Semiconductor costruisce una classe simile di prodotti: NV6113. Il prodotto integra un HEMT eGaN da 300 m , 650 V, un gate driver e la relativa logica in un contenitore QFN di 5 x 6 mm. NV6113 può so- stenere velocità di variazione di 200 V/ns e funziona fino a 2 MHz. Anche se dispositivi come gli stadi di potenza GaN di TI e Navitas possono essere installati in parallelo per essere usati nella comune topologia a semiponte (Fig. 4), sono disponibili altri prodotti che integrano sullo stesso chip due transistor di potenza (e relativi gate driver). EPC, ad esempio, di recente ha introdotto EPC2115, un driver in CI integrato che comprende due transistor di potenza eGaN monolitici da 88 m , 150 V, ognuno con un gate driver ottimizzato (Fig. 5). EPC2115 è disponi- bile in un contenitore BGA a bassa induttanza di 2,9 x 1,1 mm e può funzionare fino a 7 MHz. La progettazione di un alimentatore che utilizza HEMT eGaN segue di norma gli stessi principi della proget- tazione che utilizza i MOSFET al silicio, ma la maggiore frequenza operativa influenza la selezione dei compo- nenti periferici. Selezione dei componenti periferici Per illustrare l’impatto della frequenza sulla selezio- ne dei componenti, si consideri il condensatore di in- gresso per una semplice topologia SMPS step-down c.c./c.c. (“buck”). I condensatori di ingresso riducono l’ampiezza della tensione di ripple in ingresso, e a loro volta smorzano la corrente di ripple a un livello che può essere gesti- to da condensatori di bulk relativamente poco costosi senza eccessiva dissipazione di potenza. Ridurre l’am- piezza del ripple di tensione picco-picco a meno di 75 mV è una buona regola empirica per mantenere entro limiti accettabili le correnti nei condensatori di bulk. In genere il condensatore di ingresso è un dispositivo ceramico perché ha la resistenza equivalente in serie (ESR) estremamente bassa necessaria per ridurre in modo efficace il ripple di tensione. Per determinare il valore del condensatore ceramico di ingresso necessario per ridurre a una determinata grandezza l’ampiezza del ripple di tensione picco-pic- co, è possibile utilizzare l’equazione 1: Dove: C MIN è la capacità di ingresso minima richiesta del condensatore ceramico in μF f SW è la frequenza di commutazione in kHz V P(max) è la tensione di ripple picco-picco massima consentita I OUT è la corrente di carico in uscita in stato stazio- nario dc è il ciclo di lavoro (come definito sopra) (Dal riferimento 1) Lo sviluppo del calcolo con alcuni valori operativi ti- pici di uno stadio di potenza basato su silicio di fascia alta produce: Fig. 3 – Come dimostrato dallo stadio di potenza eGaN integrato LMG3411R070 di TI, i transistor di potenza eGaN possono gestire velocità di variazione molto superiori ai MOSFET con sovraoscillazione minima (Fonte: Texas Instruments) Fig. 4 – NV6113 di Navitas può essere installato in parallelo per topologie a semiponte, come illustrato qui (Fonte: Navitas Semiconductor)