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COVER STORY Per raggiungere questo obiettivo di efficienza es- senziale, l’elettronica di potenza sta passando a frequenze di commutazione più elevate e a tensioni maggiori, cercando di bilanciare l’equazione costo/ prestazioni e di ridurre le dimensioni complessive (Fig. 1). Tuttavia, tale transizione richiede l’integra- zione di dispositivi semiconduttori di nuova genera- zione, con nuove iterazioni di MOSFET di potenza e di SiC e GaN con gap a banda larga che vengono rila- sciati regolarmente. Questo pone una sfida agli ingegneri progettisti: in un ambiente caratterizzato da costanti progressi nella tecnologia dei transistor di commutazione di potenza, come posso rendere gli stadi di potenza a prova di futuro, per sfruttare queste nuove genera- zioni senza la necessità di una costante riprogetta- zione? Un esempio tipico Prendiamo come esempio un tipico requisito di proget- tazione di potenza: è necessaria una soluzione per un caricabatterie trifase avanzato per i veicoli elettrici, con un’elevata efficienza e dimensioni ridotte. Lo stadio di potenza deve essere bidirezionale e deve essere ugual- mente efficiente in entrambe le direzioni: da CA a CC e da CC a CA. Il lato CA deve essere dotato di controllo attivo del fattore di potenza (PFC) e il lato CC deve avere basse perdite di commutazione e interfacciarsi con pacchi bat- teria con tensioni fino a 800 VDC. Il progetto dovrebbe funzionare a una frequenza di commutazione elevata per ridurre le dimensioni e il peso dei componenti induttivi. Una possibile soluzione che incorpora un PFC trifase, un LLC bidirezionale a ponte intero e un raddrizzatore atti- vo è illustrata nella figura 2. Questa soluzione richiede quattordici transistor di potenza, che per ottimizzare il Fig. 2 – Possibile soluzione per il design di un caricabatterie EV bidirezionale Fig. 3 – Diverse tensioni di pilotaggio del gate del transistor, a seconda della tecnologia e della generazione ELETTRONICA OGGI 518 - MAGGIO 2024 13