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XXII Power POWER 24 - GENNAIO/FEBBRAIO 2021 sono connesse a una piastra di alluminio da un adesivo isolante dielettrico. La piastra di alluminio può quindi essere montata su un dissipatore di calore o su una pia- stra raffreddata per convezione o a liquido, per permet- tere la dissipazione del calore lontano dal convertitore. La possibilit à di un montaggio superficiale più accurato consente di posizionare le parti passive più vicine tra loro. È quindi possibile utilizzare componenti di di- mensioni inferiori, con resistori e MLCC (condensatori ceramici multistrato) di dimensioni fino allo 0603 (0,6 x 0,3 mm). I semiconduttori ultracompatti possono es- sere utilizzati per diodi di segnale e transistor. Alcuni aspetti del design del prodotto hanno tuttavia vincoli fisici. Le agenzie internazionali per la sicurez- za stabiliscono quanta distanza deve essere mantenuta tra i terminali di ingresso e di uscita del convertitore. Tali distanze dipendono dalla tensione di isolamento e aumentano di conseguenza. Come ci si può immagina- re, lo standard di sicurezza medicale IEC 60601-1 è più stringente dello standard IEC 62368-1 per le apparec- chiature informatiche e i dispositivi audio/video. La simulazione al computer viene utilizzata largamente nella fase di ricerca e sviluppo del prodotto. La proget- tazione 3D assistita dal computer viene utilizzata per determinare la posizione ottimale dei componenti. La modellazione termica può prevedere con precisione gli aumenti di temperatura. Anche le densit à del flusso magnetico del trasformatore possono essere determi- nate in anticipo per diverse forme dei nuclei di ferrite (Fig. 2). Nuovi tipi di architettura DPA I miglioramenti tecnologici e il costo dei sistemi di te- lecomunicazione e datacom hanno modificato il modo in cui vengono utilizzati i convertitori DC-DC e quali prodotti sono necessari. Ciò ha portato negli ultimi due decenni all’implementazione di nuovi tipi di DPA (Di- stributed Power Architectures). La tensione di alimen- tazione per ASIC, FPGA e altri microprocessori si è ri- dotta da 5 V a meno di 1 V. Inizialmente gli alimentatori AC-DC 24 V e 48 Vdc alimentavano convertitori DC-DC isolati. Oggi molti di questi sono stati sostituiti da conver- titori Point of Load (PoL) non isolati molto economici, situati accanto ai processori che richiedono prestazioni di risposta ai transienti molto veloci (Fig. 3). Molti sistemi informatici e Datacom ora utilizzano un alimentatore AC-DC 12 V e i PoL hanno range di ingres- so estesi che ne permettono il funzionamento sia a 5 V che a 12 Vdc. È possibile utilizzare convertitori DC-DC non isolati poiché la barriera di protezione di sicurezza primario-secondario si trova all’interno dell’alimentato- re AC-DC. Questo vale anche per le applicazioni medicali. I produttori di circuiti integrati per il controllo degli alimentatori hanno sviluppato prodotti che i progettisti di schede possono utilizzare per creare i propri conver- titori DC-DC non isolati. I grandi utilizzatori di questi prodotti hanno creato all’interno delle loro strutture dei team specializzati nello sviluppo di alimentatori che hanno familiarit à con le più moderne tecnologie. Alcuni produttori di alimentatori hanno annunciato il lancio di regolatori in stile circuito integrato che possono essere utilizzati per progettare convertitori DC-DC integrati a bordo scheda. In alcune circostanze, questo potrebbe sembrare un modo ideale per ridurre le dimensioni del convertito- re e risparmiare sui costi. In realt à , se si considerano gli induttori esterni e i condensatori ceramici multistrato richiesti, lo spazio effettivo sulla scheda e il costo sono maggiori di quelli di un convertitore DC-DC standard da catalogo. L’ingegnere di sistema deve anche progettare il PCB ed eseguire il cosiddetto “4 corner test” a basse e alte temperature e in varie condizioni di carico. Mol- ti ingegneri sanno che la capacit à può cambiare con la temperatura, ma pochi sanno che la capacit à può variare considerevolmente con la tensione di lavoro. Fig. 2 – Modellazione del flusso magnetico per I nuclei del trasformatore Fig. 3 – Architettura di Potenza distribuita che utilizza convertitori non isolate e PoL