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XXXII Power POWER 23 - OTTOBRE 2020 L’effetto di prossimità è simile all’ effetto pelle, solo che in questo caso si considerano gli effetti del campo ma- gnetico di un avvolgimento sugli altri avvolgimenti. An- cora una volta il campo variabile di un conduttore pro- voca “anelli” di corrente nei conduttori adiacenti dando origine agli effetti aggiuntivi e sottrattivi appena sopra descritti per l’effetto pelle. Un classico esempio è rappresentato dagli avvolgimenti primario e secondario di un trasformatore, dove questo effetto provoca una concentrazione di corrente sulle su- perfici dell’avvolgimento adiacente con il conseguente aumento della dissipazione di potenza a causa della ri- duzione dell’area della sezione trasversale. L’effetto di prossimità si verifica anche tra le spire di un medesimo avvolgimento quando questo è di tipo a strati, dove l’af- follamento della corrente aumenta in modo cumulativo (Fig. 3). In ciascun filo la corrente totale, i, è la medesima, ma nel secondo strato essa è costituita da due fattori: +2i sul- la superficie esterna del filo e -i sulla superficie interna. In maniera del tutto analoga nel terzo strato la corrente i sarà il risultato di due contributi, +3i e -2i e così via. L’aumento della corrente localizzata provoca un incre- mento esponenziale delle perdite in funzione del nume- ro di strati. Per questa ragione si cerca di minimizzare le perdite imputabili all’effetto di prossimità utilizzando un numero ridotto di strati disposti in avvolgimenti lun- ghi e stretti, anche se una configurazione di questo tipo spesso non risulta funzionale. P.J. Dowell [2] ha calcola- to l’effetto di più strati sull’aumento della resistenza in AC rispetto alla resistenza in DC (Rac/Rdc) per differen- ti rapporti tra spessore dell’avvolgimento e profondità di penetrazione (Fig. 4). Ad esempio, per uno spessore dell’avvolgimento uguale alla profondità di penetrazio- ne (1 sull’asse X), un avvolgimento a 10 strati avrà una resistenza in AC di valore 10 volte superiore rispetto alla sua resistenza in DC. L’auto-capacità (self-capacitance) dell’avvolgimento ha un effetto indiretto sulle perdite: una commutazione ve- loce come quella prodotta da un dispositivo SiC che pilota il primario di un trasformatore carica e scarica la capacità parassita esterna che fa circolare corrente attorno al com- mutatore causando perdite. L’induttanza di dispersione (leakage inductance) può anch’essa provocare una dis- sipazione esterna e transitori di tensione ed è provocata dall’energia accumulata nei traferri tra gli avvolgimenti. Attenuare le perdite tramite avvolgimenti intercalati I vari effetti che contribuiscono alle perdite possono es- sere attenuati utilizzando conduttori “a striscia” sottili e intercalando (interleaving) gli avvolgimenti del primario e del secondario. Se si utilizzano avvolgimenti a striscia ampi per il primario e il secondario, affacciati tra loro, è possibile disporre di un’area della sezione trasversale abbastanza ampia per la gestione della corrente e mini- Fig. 2 – La corrente indotta i 1 negli anelli annulla la corrente complessiva i 2 nel centro del conduttore e va ad aggiungersi sulla superficie, causando l’effetto pelle Fig. 3 – Sebbene la corrente netta sia sempre la stessa, si può osservare un progressivo “affollamento” della corrente negli strati dell’avvolgimento: in questo caso punti e croci rappresentano rispettivamente le correnti in uscita e in entrata Fig. 4 – Le curve di Dowell relative alla resistenza in AC evidenziano un incremento di questo parametro con il numero di strati e la profondità di penetrazione