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POWER VETRONICS Standard Internazionali per le alimentazioni in applicazioni Vetronics (Vehicle and Electronics) L’alimentazione nominale della batteria nei veicoli mili- tari è solitamente a 12 o 24/28 V CC e i due principali stan- dard in uso sono quello britannico DEF-STAN 61-5, con la settima edizione disponibile da marzo 2020 e quello americano MIL-STD 1275, con revisione F da Settembre 2022. Lo standard britannico copre i sistemi a 12 e 24 V, mentre la versione statunitense è solo a 28 V. Le due nor- me appena citate descrivono le variazioni previste per l’alimentazione, compresi gli intervalli nominali, i pic- chi, le sovratensioni e le cadute di tensione. Qualsiasi ap- parecchiatura collegata deve sostenere queste variazioni senza subire danni, anche se in alcuni casi la funzionali- tà può essere temporaneamente persa come, ad esempio, nella DEF-STAN 61-5 durante le cadute di tensione cau- sate dalla messa in moto del motore. È inoltre prescritta l’immunità alle armoniche e alle connessioni con inver- sione di polarità. Limiti della tensione di alimentazione operativa La norma MIL-STD 1275/rev F definisce un intervallo operativo dell’alimentazione a 28 V CC con limiti di 20 V e 33 V e con cali di tensione a 16 V dopo un primo calo di tensione a 12 V. I livelli e la tempistica sono illustrati nella figura 1. Un grafico equivalente per la DEF-STAN 61-5 è mostra- to nella figura 2, con un intervallo operativo per i 12 V nominali pari a 9-19 V, o 18-36 V per i sistemi a 24 V. Si noti che, in altre sezioni della normativa, questo valore è indicato come 9-36 V, in modo confuso. Lo standard spe- cifica le tensioni massime e minime per 5 minuti, ma in pratica qualsiasi apparecchiatura collegata deve lavorare continuativamente in questo range. Le apparecchiature finali dei veicoli richiederanno un’a- limentazione regolata tipicamente a una tensione in- feriore, protetta dai disturbi, per cui vengono utilizzati convertitori DC-DC con ampi intervalli di ingresso e con uscite fisse. Per soddisfare lo standard statunitense, i convertitori devono anche funzionare “normalmente e senza degrado” fino a 12 V per un’alimentazione di 28 V durante la fase di avviamento del veicolo. Per lo standard britannico, il valore dovrebbe essere di 18 V per un’ali- mentazione a 24 V e di 9 V per un’alimentazione a 12 V. Per coprire entrambi gli standard, sarebbe opportuno utilizzare un convertitore DC-DC con un intervallo di in- gresso continuo 9-36V. Componenti come il convertitore DC-DC MGDM-500 di GAÏA Converter [2] sono ideali e, grazie alla loro capacità di funzionare fino a 8,5 V, con- tinuerebbero a funzionare senza interruzioni anche du- rante la fase di avviamento DEF-STAN 61-5, con un mar- gine di progettazione che copre anche il livello di 8 V per 50 ms, sebbene non sia garantito. Tuttavia, come già det- to, per lo standard britannico è prevista la perdita di fun- zionalità durante la fase di avviamento (clausola B.8.1.1). L’MGDM-500 isolato ha un’uscita nominale di 500 W a 12, 15, 24, 28 o 48 VDC fissi; nella gamma di prodotti del co- struttore francese, con produzione europea, sono dispo- nibili anche versioni di potenza inferiore, da 4 W in su. Sovratensioni e transitori ad alta tensione Con riferimento alla MIL-STD 1275/F, è richiesta l’im- munità delle apparecchiature a fronte di brevi picchi di tensione, con valori di picco fino a +/-250 V e per 70 µs al massimo, che si riducono linearmente a valori compresi tra +100 V e +18 V per 1 ms. L’energia massima di un singolo picco è di 125 mJ (Fig. 3). Possono essere presenti anche picchi ad alta energia, a +100 V per 50 ms, che si riducono linearmente a valori >33 V per 500 ms; mentre i cali di ten- sione a 18 V possono durare 500 ms e ridursi a <20 V per 600 ms (Fig. 4). Secondo lo standard, la tensione di Fig. 1 – Range di alimentazione in CC nei veicoli militari secondo la MIL-STD 1275/F ELETTRONICA OGGI 520 - SETTEMBRE 2024 52