EO_498

ELETTRONICA OGGI 498 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2021 40 Un convertitore a rapporto fisso è un convertitore DC-DC non regolato che funziona come un trasformatore DC- DC. Ha caratteristiche di densità di potenza, efficienza e flessibilità che possono aumentare le prestazioni delle power delivery network (PDN). Questo è vero anche quando ci si trova di fronte a fonti di alimentazione con ampi intervalli di tensione di uscita, come nel caso di batterie o fonti di energia rinnovabile. A differenza dei convertitori DC-DC regolati, più diffusi e tradizionali, i convertitori a rapporto fisso consentono ai progettisti di progettare e ottimizzare i loro PDN per prestazioni di sistema più elevate. Quando si separano le funzioni di conversione, isolamento e regolazione, si ottengono apprezzabili guadagni in termini di prestazioni e importanti vantaggi per il sistema finale. I power delivery network avanzati, in applicazioni automobilistiche, light electric vehicle (LEV), robot, UAV e industriali si stanno ormai spostando verso fonti di alimentazione aventi tensioni più elevate, di 100 V, 400 V, 800 V e livelli di distribuzione SELV superiori a 48 – 60 V per consentire quella potenza più elevata che molti dei sistemi odierni richiedono. Molti di questi sistemi utilizzano batterie, energia rinnovabile o celle a combustibile come principale fonte di alimentazione POWER CONVERTERS Un convertitore a rapporto fisso potenzia le prestazioni dei sistemi alimentati a batteria DC/DC converter Andrew Maughan Director of Business Development Mass Market for EMEA Vicor I convertitori a rapporto fisso utilizzati unitamente ai regolatori ZVS ad alte prestazioni possono aiutare i clienti nell’innovazione del prodotto, fornire soluzioni più performanti, e ottenere così un vantaggio competitivo per PDN e hanno in comune una sfida: le loro tensioni di uscita così ampiamente variabili. A causa di questa variazione, il convertitore più diffuso utilizzato per fonti di alimentazione con ampie variazioni e alta tensione è un convertitore DC-DC isolato e regolato, progettato e costruito come un blocco funzionale. Tuttavia, un convertitore DC-DC non deve eseguire la conversione, la regolazione e l’isolamento in un blocco funzionale. In effetti, ciascuna di queste funzioni costa al convertitore punti di efficienza che si traducono in maggiori perdite di potenza e che si manifestano sotto forma di calore, il fattore principale che determina la densità di potenza massima ottenibile in una soluzione di conversione DC-DC insieme al suo costo e affidabilità. Man mano che i livelli di potenza del sistema aumentano fino a molte decine di kilowatt, la perdita di potenza diventa la sfida principale per le dimensioni e il peso del convertitore di potenza. La gestione termica aggiunge anche dimensioni e costi significativi alla fase di conversione della potenza. Un’architettura alternativa La maggior parte dei sistemi richiede isolamento nelle aree ad alta tensione di un PDN per motivi di sicurezza, ma le funzioni di conversione e regolazione possono essere separate. Una volta che il PDN ad alta tensione sia stato ridotto dal convertitore a rapporto fisso alla tensione SELV desiderata (determinata dal fattore K del convertitore), i punti decisionali per l’architettura sono dove è meglio convertire e regolare ulteriormente per