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POWER POWER ADAPTER 34 - ELETTRONICA OGGI 490 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2020 Specifiche elettriche Oltre a tensione di ingresso, corrente e frequenza, vi sono altri parametri elettrici critici da prendere in con- siderazione. Per quanto concerne l’ingresso da rete, sul datasheet dovrebbe essere riportato il valore della cor- rente di spunto (inrush current), ovvero la corrente di picco istantanea provocata da un “avvio a freddo” che potrebbe causare un intervento non necessario dell’in- terruttore di protezione della linea dell’utilizzatore. An- che la corrente di dispersione (leakage current) deve ri- entrare nelle specifiche. Per quanto riguarda i parametri dell’uscita in continua è necessario porre una particola- re attenzione ai seguenti: regolazione del carico, ondula- zione residua (ripple) e rumore. Per quanto concerne il primo aspetto è innanzitutto necessario domandarsi se l’alimentatore sia in grado di mantenere la tensione di uscita all’interno di un intervallo accettabile per tutte le condizioni di carico e gli intervalli di tensione alternata di ingresso (Fig. 2). Solitamente una regolazione pari a +/-5 risulta adeguata; ciò in pratica vuole dire che un’u- scita nominale di 5 V viene mantenuta per valori com- presi tra 4,75 e 5,5 VDC. Inoltre è necessario verificare se per il funzionamento dell’alimentatore sia necessario un carico minimo. L’ondulazione il rumore sono particolar- mente importanti nel caso di dispositivi a semicondutto- re molto sensibili, come ad esempio FPGA e microcon- trollori: in presenza di elevati livelli di rumore potrebbe essere richiesta l’aggiunta di ulteriori componenti di filtraggio nel prodotto per garantire un funzionamento affidabile. L’alimentatore a 5 V SDM36-U di CUI ( https:// www.cui.com/product/external-ac-dc-power-supplies/ desktop/sdm36-u-series ), ad esempio, garantisce valori di ondulazione residua e rumo- re di 80 mVp-p (max.). Nella fi- gura 3 sono riportate invece le tempistiche relative all’entrata in vigore degli standard relativi all’efficienza energetica. Nella tabella 1 sono riportati i valori di efficienza minimi e quelli massi- mi di consumo di potenza in as- senza di carico per un alimenta- tore a tensione di uscita singola. Le direttive European Ecodesign (2019/1782) prevedono normati- ve più severe che impongono al produttore di dichiarare il valore dell’efficienza al 10% del valore nominale di pieno carico. I re- centi progressi nel campo delle tecnologie dei semiconduttori impiegati per la realizzazione dei transistor di potenza inte- grati nei convertitori di potenza hanno permesso di migliorare l’efficienza e ridurre sia il peso sia le dimensioni degli alimentatori esterni. L’alimentato- re desktop esterno SDI220G-U di CUI ( https://www.cui . com/product/external-ac-dc-power-supplies/desktop/ sdi200g-u-series ), ad esempio, grazie all’utilizzo di semi- conduttori realizzati in GaN (arseniuro di gallio) ad am- pio bandgap (WBG) può vantare livelli di efficienza del 96%, una riduzione del peso del 32% e dimensioni pari a meno della metà rispetto ai modelli precedenti. Oltre a soddisfare ai requisiti di sicurezza e di efficienza ener- getica poco sopra menzionati, gli alimentatori devono anche essere conformi ai numerosi standard che re- golano la compatibilità elettromagnetica relativamente al rumore condotto e irradiato, come ad esempio FCC 20870, CISPR22 e IEC 61204-3. Nel caso di applicazio- ni in campo medicale, è utile ricordarlo, la terza edizio- ne di IEC - 1 include criteri relativi all’immunità elet- tromagnetica, specificati nello standard collaterale IEC 60601-1-2, giunto ora alla 4a edizione. In definitiva gli adattatori di potenza AC-DC si propongono come so- luzioni economiche per alimentare un’ampia gamma di dispositivi destinati ai settori consumer, sanitario e industriale. Oltre ai requisiti in termini di tensione e corrente, e al fatto che vengano considerati prodotti commodity, i progettisti devono prestare attenzione alle specifiche non così evidenti dell’adattatore attra- verso un’accurata lettura del relativo datasheet e veri- ficare che soddisfi “in toto” i requisiti del prodotto cui è destinato. Gli adattatori di potenza esterni possono differire notevolmente gli uni dagli altri in termini di di- mensioni, peso e costo, nonostante siano caratterizzati da valori nominali simili. Tabella 1 - Requisiti di Livello VI previsti dal DoE per alimentatori AC-DC esterni (Fonte: CUI) Single-Voltage External Ac-Dc Power Supply, Basic-Voltage Nameplate Output Power (Pout) Minimum Average Efficiency in Active Mode ( expressed as a decimal ) Maximum Power in No-Load Mode (W) P out ≤ 1 W ≥ 0.5 x P out + 0.16 ≤ 0.100 1 W < P out ≤ 49 W ≥0.071 x In(P out ) - 0.0014 x P out + 0.67 ≤ 0.100 49 W < P out ≤ 250 W ≥ 0.880 ≤ 0.210 P out > 250 W ≥0.875 ≤ 0.500 Single-Voltage External Ac-Dc Power Supply, Low-Voltage Nameplate Output Power (Pout) Minimum Average Efficiency in Active Mode ( expressed as a decimal ) Maximum Power in No-Load Mode (W) P out ≤ 1 W ≥ 0.517 x P out + 0.087 ≤ 0.100 1 W < P out ≤ 49 W ≥0.0834 x In(P out ) - 0.0014 x P out + 0.609 ≤ 0.100 49 W < P out ≤ 250 W ≥ 0.870 ≤ 0.210 P out > 250 W ≥0.875 ≤ 0.500