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COMPONENTS MAGNETIC SENSORS Fig. 1 – Differenze tra le due opzioni di configurazioni di commutazione: high side e low side I progressi nel campo dell’Industria 4.0 stannomodificando radicalmente il panorama dell’ingegneria industriale, che in misura sempre maggiore fa affidamento sui sistemi au- tomatizzati. Gli interruttori di potenza permettono di con- trollare l’alimentazione dei carichi industriali, in modo da consentire di attivare/disattivare i vari elementi che com- pongono gli apparecchi inuso nei reparti produttivi secondo la necessità. Questi ultimi includono i controllori logici pro- grammabili (PLC), i moduli IO, gli azionamenti dei motori per impieghi gravosi, i router CNC e così via. L’articolo che segue esamina ciascuno degli aspetti chiave che gli inge- gneri dovrebbero considerare nella scelta di un interruttore di potenza per l’impiego nei sistemi industriali. Configurazioni di commutazione Il posizionamento dell’interruttore di alimentazione all’in- terno di un sistema – ossia il suo collocamento sul lato alto (high side) o basso (low side) – ha indubbiamente ripercus- sioni sul sistema. Ciascuna di queste opzioni, riportate in figura 1, presenta vantaggi e criticità. Si prenda in considerazione la configurazione high-side. In questo caso l’interruttore è posizionato tra l’alimentazione e il carico, con il carico collegato amassa. Tale configurazio- ne è particolarmente adatta per il funzionamento a tensio- ni più elevate, in cui è necessario gestire carichi maggiori. Essendo il carico collegato a massa, si ottiene una migliore protezione contro possibili cortocircuiti. Un problema è dato Una panoramica dei criteri chiave che i progettisti devono tenere in considerazione nella scelta di un interruttore di potenza destinato ad applicazioni in campo industriale dal fatto che questa configurazione provoca un disallinea- mento tra la tensione di alimentazione e la tensione di gate, che dovrà quindi essere gestito. Per questo motivo di solito si ricorre a una pompa di carica per la generazione della ten- sione di gate più elevata necessaria: una soluzione di questo tipo si traduce in unamaggiore occupazione di spazio e in un aumento dei costi della BoM (Bill of Material). In una configurazione low side (si faccia sempre riferimen- to alla figura 1), il carico è posizionato tra l’alimentazione e l’interruttore, con quest’ultimo collegato a massa. Ne ri- sulta che la commutazione è più facile da controllare, dal momento che la logica che determina se l’interruttore deve essere acceso/spento è riferita alla stessamassa dell’ingres- so dell’interruttore. Questo approccio è applicabile a sistemi con carichi di tensione inferiori e nei casi in cui è richiesta una commutazione più rapida. Ulteriori fattori da tenere in considerazione Oltre a stabilire la configurazione di commutazione più ap- propriata, ci sono altri aspetti da stabilire. In primo luogo, le condizioni operative degli ambienti industriali possono es- C MPONENTS SWIT H S Interruttori di potenza per la gestione dei carichi industriali: criteri di scelta Klaus Neuenhüskes Senior Manager Semiconductor Marketing Toshiba Electronics Europe ELETTRONICA OGGI 512 - SETTEMBRE 2023 55