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25 - ELETTRONICA OGGI 496 - SETTEMBRE 2021 TECH INSIGHT POWER SUPPLY Dai regolatori lineari agli alimentatori switching I l 29 ottobre 2020, dopo sette mesi di silenzio a causa di un importante aggiornamento dell’antenna radio, larga 70 metri, situata a Camberra, la NASA ha inviato una serie di comandi alla navicella spaziale, Voyager 2 che ha viaggia- to per miliardi di miglia dalla Terra dal suo lancio nel 1977. Voyager 2 ha riconosciuto di aver ricevuto la chiamata ed eseguito i comandi senza alcun problema. Interessante di si- curo, ma qual è il significato di questo per i progettisti che operano nel settore della potenza? Sebbene spesso considerato come l’ultimo ingranaggio del- la ruota dai progettisti di sistemi, in verità l’alimentatore è probabilmente una delle parti più importanti delle loro appa- recchiature. Dai tubi di thyratron utilizzati nel raddrizzatore di potenza REC-30 per fornire alimentazione ad alta tensione alle telescriventi nel 1930, [1] fino ai più recenti semicondut- tori Wide Band Gap. Senza la curiosità e passione dei progettisti di potenza, mol- te cose non sarebbero state possibili. Voyager 2 è un buon esempio, ma è utile andare indietro nel tempo ed esaminare che cosa è successo tra la fine degli anni settanta e l’inizio degli anni ottanta nel settore della potenza e valutare il con- tributo di alcune menti brillanti che, con le loro intuizioni, hanno cambiato il volto del settore. A ritroso nel tempo Lanciato il 20 agosto 1977, Voyager 2 era alimentato da un generatore termoelettrico radioisotopico (RTG) che trasfor- ma il calore prodotto dal decadimento di un materiale radio- attivo in elettricità. La tensione generata è regolata e distri- buita alle 14 apparecchiature scientifiche e alla scheda di controllo principale. Il sistema di potenza complessivo era stato progettato per ospitare l’RTG e, nonostante lo schema sia stato tenuto segreto, si era fatta menzione di una nuovissi- ma tecnologia chiamata “switching power supply”. Noti fin dal 1930, i principi dell’alimentazione switching sono stati esplorati dai progettisti del settore per decenni, con l’industria aerospaziale, in particolar modo la NASA, che agiva come forza trainante delle attività di ricerca e svi- luppo. Considerando il costo astronomico di un lancio, e anche la durata delle sonde spaziali e dei satelliti, i proget- tisti di sistemi di potenza destinati alle applicazioni spaziali erano alla ricerca di soluzioni caratterizzate da un peso in- feriore, una migliore efficienza energetica e una maggiore compattezza. Negli anni sessanta la NASA aveva già utiliz- zato sistemi di alimentazione a commutazione in un certo numero di satelliti, ad esempio Telstar nel 1962. Parallelamente alla ricerca, ovviamente coperta da segreto, condotta da organizzazioni attive nei comparti aerospaziali e militari finalizzataallaminiaturizzazionedei sistemi di alimen- tazione integrati, i progettisti del settore della potenza attivi Se l’introduzione del transistor è stata senza dubbio la “prima” rivoluzione tecnologica, non c’è dubbio che la migrazione dalla conversione lineare di potenza alla tecnologia switching è stata la seconda e ha segnato l’inizio di un lungo percorso evolutivo che prosegue tuttora Patrick Le Fèvre Chief Marketing and Communication Officer PRBX Voyager 2 (Fonte: NASA)