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XXIV Power POWER 25 - MAGGIO 2021 circuito adatto per le pentole magnetiche. È possibile utilizzare frequenze più elevate anche come parte di una funzione di avvio morbido. Il funzionamento del circuito a risonanza di tensione è suddiviso in quattro intervalli di tempo (Fig. 2) ed è applicabile nel caso in cui il processo di avviamento sia stato completato (cioè con Cr completamente carico): T1 - Il ciclo inizia con l’accensione di Q1, che consente alla corrente di fluire da Cm attraverso Lr e Q1 e fa au- mentare linearmente la corrente fino a raggiungere il livello desiderato. Durante questo intervallo la tensione lungo Cr è limitata al valore di tensione lungo Cm. T2 - Successivamente Q1 viene spento, facendo entrare Lr e Cr in risonanza. La tensione di risonanza di picco raggiunta aumenta proporzionalmente al tempo di on di T1. T3 - Il flusso di corrente di risonanza cambia direzione, facendo diminuire la tensione su Cr. T4 - Ora la polarità della tensione su Cr si inverte. Quan- do essa supera il valore di tensione lungo Cm, la corren- te inizia a fluire attraverso il diodo riportando la polarità e la tensione di Cr ad essere pari a quella di Cm. Le prestazioni nominali dell’IGBT dipenderanno dal picco di tensione visto da Q1, che per 100 VAC di ali- mentazione richiederà un valore di VCES compreso tra 900 e 1.200 V, o 1.350 a 1.800 V per alimentatori da 220 VAC. Con l’aumento dei requisiti di potenza, si adotta tipica- mente un approccio a risonanza di corrente in topologia a mezzo ponte che utilizza due IGBT con diodi integrati (Fig. 3). Tali progetti possono anche supportare un uti- lizzo con “tutti i metalli”, in cui le frequenze di commu- tazione comprese fra 80 e 100 kHz possono anche sup- portare l’uso di recipienti di cottura non magnetici. Il circuito risonante è realizzato come uno schema LC o LCR serie. Una volta completato il processo di avviamento, il fun- zionamento di questo circuito può anche essere descrit- to in quattro fasi (Fig. 4), come segue: T1 – L’interruttore superiore, Q1, è acceso, e fa scorrere corrente dal condensatore, Cm, nel circuito di risonanza in corrente Cr-Lr. T2 – L’interruttore Q1 si spegne, lasciando Cr in fase di carica grazie alla corrente che scorre da Lr attraverso il diodo dell’interruttore inferiore. T3 – L’interruttore Q2 è acceso, e fa fluire una corrente di risonanza da Cr a Q2 e su Lr. A questo punto, la ten- sione VCE di Q2 è limitata al valore di tensione diretta del diodo parallelo (o integrato), consentendo così una commutazione ZVS. T4 – L’interruttore Q2 è spento, facendo fluire una cor- rente di ricircolo da Lr attraverso Cr, il diodo parallelo a Q1 e Cm. A questo punto, la tensione VCE di Q1 è ugual- mente limitata al valore di tensione diretta del diodo pa- rallelo (o integrato), rendendo possibile una commuta- zione ZVS per la fase successiva, T1. Di conseguenza, le tensioni di picco sono limitate alla somma delle tensioni di ingresso AC di picco, che con- sente l’utilizzo di IGBT con una VCES da 600 V a 650 V per ingressi di 220 VAC. Le correnti più elevate interessa- te impediscono l’impiego di questo schema con ingressi da 100 VAC. Fig. 2 – Le quattro fasi di funzionamento in uno schema di risonanza in tensione in topologia SEPR Fig. 3 – Circuito a semiponte di un riscaldatore a induzione con circuito LC serie con risonanza di corrente Fig. 4 – Le quattro fasi di funzionamento in uno schema a risonanza di corrente a mezzo ponte Fig. 1 – Per i circuiti a risonanza di tensione viene tipicamente utilizzato un circuito SEPR (Single-Ended Parallel Resonance)