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EO POWER - SETTEMBRE 2023 XXVII GAN DRIVERS Oltre alla bassa resistenza di contatto RDSon, gli altri vantaggi del dispositivo GaN, come l’elevata conducibi- lità termica del substrato GaN e l’ampia area di contatto termico del contenitore del componente, si combinano per consentire agli stadi di potenza GaN di commutare correnti fino a 15 A senza dissipatore di calore (Fig. 2). EPC23102 è inoltre dotato di robusti convertitori di livel- lo dai canali low-side a quelli high-side, progettati per gestire i meccanismi di soft e hard-switching, anche in presenza di tensioni negative di valore elevato sui ter- minali, e per evitare falsi inneschi dovuti a rapidi tran- sitori dV/dt, anche provenienti da sorgenti esterne o da fasi adiacenti. La circuiteria interna integra le funzioni di logica e di carica e disattivazione dell’alimentazio- ne di bootstrap. Le funzioni di protezione impediscono l’accensione indesiderata dei FET di uscita in presenza di tensioni di alimentazione troppo basse o addirittura in assenza di tensione. Un set di valutazione dell’inverter del motore pronto all’uso Il modo più semplice e veloce per mettere in funzione un motore BLDC trifase con la tecnologia GaN è utilizzare il kit di valutazione dell’inverter per motori EPC9176KIT di EPC. Esso è composto dalla scheda inverter per moto- ri EPC9176 e da una scheda controller DSP. E’ anche pre- vista una semplice scheda di tipo “plug-in” per il con- troller EPC9147E per consentire il controllo tramite un controller host specifico dell’utilizzatore. Il connettore di accoppiamento trasporta i seguenti segnali: 3 PWM, 2 encoder, 3 U phase , 3 I phase , U DC , I DC e 2 LED di stato. Come progetto di riferimento , la scheda inverter per motori EPC9176 facilita la progettazione di circuiti “in house”, mentre la scheda controller EPC9147A, se uti- lizzata con l’ambiente di sviluppo motorBench di Mi- crochip Technology, consente agli utenti di essere ra- pidamente operativi senza dover dedicare tempo alla codifica o alla programmazione. L’inverter trifase per motori BLDC integra tre driver a semiponte EPC23102 GaN per controllare motori c.a. o c.c. e convertitori di potenza c.c./c.c. Con una RDSon massima di 6,6 mΩ, lo stadio di potenza minimizza le perdite di calore con correnti di carico fino a 28 A di pic- co (Apk) o 20 A rms (ARMS) nel funzionamento continuo con tensioni di commutazione fino a 100 V. Configurato per la conversione c.c./c.c. multifase, EPC23102 supporta frequenze di commutazione PWM fino a 500 kHz e fino a 250 kHz per le applicazioni di pilotaggio di motori. La scheda inverter per motori EPC9176, di dimensio- ni pari a 8,1 x 7,5 cm, contiene tutti i circuiti funzionali critici necessari per supportare un inverter per moto- re completo, compresi i condensatori del bus c.c., i gate driver, le tensioni ausiliarie regolate, la tensione di fase, la corrente di fase e la misura della temperatura, oltre alle funzioni di protezione e ai filtri armonici o EMR op- zionali per ciascuna fase (Fig. 3). L’inverter GaN trifase funziona con tensioni di ingresso comprese tra 14 a 65 V c.c. . La commutazione avviene sen- za sovraelongazione, con una coppia fluida e un rumore di funzionamento minimo. La scheda è ottimizzata per una pendenza di commutazione ad alta velocità tipica del GaN, inferiore a 10 V/ns, che può essere ulteriormen- te ridotta per il funzionamento di un convertitore c.c./ c.c. Inoltre, è possibile collegare due sensori di posizione del rotore (sensori a effetto Hall) funzionanti a livelli di tensione diversi. Fig. 2 – Aumento della temperatura in funzione della corrente di fase per uno stadio di potenza GaN con una temperatura ambiente di 25,5 °C e a diverse frequenze PWM (Fonte: EPC)