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POWER WIDE BAND GAP la realizzazione di dispositivi più piccoli ed efficienti, che richiedono meno raffreddamento e consumano meno energia. Grazie anche alle alte frequenze in gioco anche i componenti induttivi possono essere molto più picco- li. Grazie alle superiori caratteristiche dei componenti WBG, oggi i sistemi di azionamento dei motori o, in ge- nerale, dei dispositivi di potenza controllano la modula- zione della larghezza di impulso (PWM) per variare le po- tenze sul carico. Tali metodi consentono di ottenere alte coppie nei motori e sono altamente efficienti a qualsiasi regime di velocità. Tuttavia, essi sono affetti da inevita- bili perdite di commutazione ad alta frequenza, in quanto gli interruttori elettronici non sono componenti ideali, non sono caratterizzati da una velocità infinita e hanno una seppur piccola capacità in ingresso che ne impedi- scono una perfetta e pulita commutazione del segnale. Alcuni studi sono incentrati alla comprensione dell’o- rigine di tali perdite e alle frequenze di commutazione del sistema. La quantità di energia persa dipende dalle tipologie dello schema elettrico ed è direttamente corre- lata alla frequenza di commutazione. È del tutto naturale che frequenze di commutazione più elevate aumentino le perdite di commutazione a causa del numero maggiore di eventi di cambio di stato logico che si verificano. I com- ponenti elettronici, infatti, a un certo punto non sono più in grado di “seguire” con precisione la commutazio- ne. Pertanto, la selezione di una opportuna frequenza di commutazione è molto importante per ottimizzare l’ef- ficienza complessiva del sistema di potenza. In figura 4 è possibile osservare i momenti in cui avvengono le per- dite di commutazione e precisamente in corrisponden- za dei fronti di salita e di discesa del segnale di gate, che è quello utilizzato per aprire o chiudere il canale DS del MOSFET. Negli istanti che seguono la commutazione del livello logico, i transitori della tensione e della corrente non sono immediati e repentini, per cui vi sono alcuni istanti in cui tali valori, non nulli, provocano un innal- zamento della potenza dissipata dal MOSFET. Inoltre, il valore delle perdite, come detto prima, cresce all’aumen- tare della frequenza di lavoro e già dopo 30 KHz, a secon- da del modello utilizzato, tali perdite potrebbero essere inaccettabili. Come si è potuto capire dai precedenti paragrafi, i se- miconduttori con tecnologia WBG offrono importanti vantaggi in termini di affidabilità, efficienza energeti- ca, densità di potenza e riduzione dei costi. I componenti al SiC e GaN sono ideali nelle applicazioni di potenza, come quelle automobilistiche, dei trasporti, della trasformazio- ne di energia e nel settore rin- novabile. Con i semiconduttori WBG si hanno indubbiamente meno perdite durante il fun- zionamento dei dispositivi, consentendo prestazioni più efficienti e una migliore con- versione di energia, unita a una minore dissipazione di calore. Con il loro utilizzo su larga scala si ottiene una no- tevole riduzione dell’impatto ambientale, per una maggiore sostenibilità energetica, poi- ché contribuiscono anche a ri- durre le emissioni di gas serra. Fig. 4 - Le perdite di commutazio- ne avvengono nei fronti di discesa e di salita del segnale di gate e cre- scono al crescere della frequenza ELETTRONICA OGGI 524 - MARZO 2025 63