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29 - ELETTRONICA OGGI 489 - OTTOBRE 2020 TECH INSIGHT AUTOMOTIVE ne la sostituzione a caldo (hot-swap) o la corrente di spunto. Un modo per implementare un’architettura a 12/48 V alimentata da una singola batteria a 48 V prevede il ricorso a una topologia centralizzata. Una topologia di questo tipo si basa su un unico conver- titore bidirezionale di grande capacità. Un sistema di questo tipo presenta diversi svantaggi, tra cui la dif- ficoltà di gestione termica e l’assenza di ridondanza intrinseca, senza dimenticare costo e peso dei lunghi cablaggio necessari per le applicazioni a bassa ten- sione (12 V)/alta corrente. Il dispositivo di Vicor è stato progettato per risolvere questi problemi facilitando l’adozione di un’architettu- ra decentralizzata per un sistema elettrico a 12/48 V. La ridondanza è integrata grazie all’uso di convertitori multipli e i cablaggi da 12 V possono essere accorcia- ti, con riflessi favorevoli sul peso. Inoltre, le difficoltà di gestione termica sono notevolmente ridotte. Ad esem- pio, in un sistema centralizzato, un singolo convertito- re che fornisce 3 kW di potenza e funziona al 95% di efficienza dovrà dissipare 150 W, in gran parte sotto forma di calore. In confronto, ciascuno dei convertitori in un sistema distribuito composto da quattro disposi- tivi che produce 750 W (sempre al 95% di efficienza) dissiperebbe 37,5 W. Mentre le perdite complessive rimangono invariate, la temperatura di ogni converti- tore è notevolmente ridotta (Fig. 5). Per semplificare il lavoro dei progettisti che desi- derano cimentarsi con la progettazione di sistemi a 12/48 V Vicor ha sviluppato la scheda di valutazione NBM2317D60E1560T0R per i propri integrati della li- nea NBM2317. La scheda viene fornita preconfigurata in una topologia buck con un ingres- so da 38 V a 60 V e una singola usci- ta non isolata a 13,5 V. In definitiva, con la proliferazione degli impianti elettrici nei veicoli mo- derni, il tradizionale sistema elettrico a 12 V comincia a evidenziare i pro- pri limiti. L’introduzione di un sistema alternativo a 48 V offre una potenza maggiore per azionare sistemi come lo sterzo elettrico e la sovralimenta- zione, riducendo al contempo il peso e il costo dei cablaggi. Tuttavia, non è possibile passare a breve termine a un unico sistema a 48 V a causa del gran numero di prodotti a 12 V tradi- zionali ancora utilizzati nei veicoli. La soluzione più ovvia è far convivere i sistemi a 12 V e 48 V, ciascuno con la propria batteria. La gestione della potenza e della carica di questi sistemi a tensione diversa può essere complessa se si usano convertitori c.c./c.c. separati per ciascuno di essi. L’introduzione dei convertitori c.c./c.c. bidirezio- nali – che possono fungere da ponte tra i sistemi a 12 e 48 V – semplifica la progettazione, riduce i costi e in- coraggia l’adozione di sistemi a doppia tensione negli autoveicoli di fascia medio bassa. Per approfondire: per la generazione di segnali PWM nei regolatori a commutazione c.c./c.c. https://www.digikey.it/it/articles/voltage-and-cur - rent-mode-control-for-pwm-signal-generation-in- dc-to-dc-switching-regulators di un regolatore a commutazione e perché è impor- tante https://www.digikey.it/it/articles/the-difference- between-switching-regulator-continuous-and-di - scontinuous-modes-and-why-its-important regolatore a commutazione ad alta frequenza https://www.digikey.it/it/articles/design-trade-offs- when-selecting-a-high-frequency-switching-regulator - golatore a commutazione. https://www.digikey.it/it/articles/understanding- switching-regulator-control-loop-response ottimizzare i progetti di alimentazione ad alta effi- cienza https://www.digikey.it/it/articles/use-low-emi- switching-regulators-high-efficiency-power-designs Fig. 5 – I convertitori c.c./c.c. ad alta efficienza come NBM2317S60E1560T0R di Vicor consentono di creare usistemi elettrici automotive da 12/48 V alimentati da una singola batteria da 48 V. Nella topologia decentralizzata riportata in figura, le difficoltà di gestione termica sono ridotte e il cablaggio a 12 V è più corto, a tutto vantaggio del peso. (Fonte: Vicor)