EO528

TECNOLOGIA ELETTRONICA OGGI 528 - SETTEMBRE 2025 43 teristica consente di risparmiare sul costo, sul peso e lo spazio dei condensatori di bypass che altrimenti sarebbero necessari sul bus a bassa tensione. Inoltre, l’elevata frequenza di commutazione (più di 1.25 MHz) e il duty cycle ZVS, vicino al 100% della famiglia BCM6135 consente prestazioni ececzionali anche in caso di variazioni transitorie del carico estremamente veloci (8 ampere al microsecondo). Questa larghezza di banda consente al modulo di poter sostituire l’utiliz- zo batterie ausiliarie e supercondensatori altrimenti necessari per supportare i passaggi di carico transitorio in applicazioni partico- laremente complesse, inclusi quelli in calcolo ad alte prestazioni e veicoli elettrici (figura 3). Un risultato importante di queste prestazioni transitorie straordina- riamente elevate è la bassa impedenza di uscita del convertitore. Quando la tensione ai capi della capacità totale del dispositivo (sia interna che nei circuiti di uscita di applicazioni tipiche) viene continuamente ricaricata ad una velocità elevata (cioè, ad una fre- quenza di commutazione Mosfet di 1,3 MHz), la quantità di cor- rente necessaria per mantenere quella capacità di uscita comple- tamente carica è relativamente piccola. Ciò appare evidente dalla relazione di base: i = C * (dV/dt) In questa situazione, il dV/dt (il tasso di variazione della tensione ai capi del condensatore rispetto al tempo) è piccolo, poiché c’è poco tempo (meno di 1 μs) perché la carica immagazzinata ca- pacitivamente decada (cioè, fornisca il carico) da un ciclo di com- mutazione a un altro. Pertanto, è necessaria poca corrente per ri- caricare la capacità di uscita distribuita e la tensione attraverso questa capacità non si abbassa in modo significativo. In termini più generali, all’aumentare della frequenza di commutazione del Mosfet, diminuiscono sia la reattanza capacitiva che l’impeden- za di uscita totale. In breve, questo è il motivo per cui il BCM6135 può offrire risparmi sui costi (quando si includono considerazioni di dimensioni e peso) rispetto alle batterie a bassa impedenza di uscita convenzionali e ai supercondensatori. Requisiti di applicazioni specifiche L’ampio intervallo di tensione di ingresso del BCM (da 520 V a 920 V) supporta un’ampia varietà di standard di distribuzione della tensione DC. L’ampio intervallo di tensione di ingresso è una delle caratteristiche peculiari della topologia del circuito utilizzata nel BCM. L’importanza dell’ampio intervallo di ten- sione di ingresso per i veicoli elettrici a batteria è ben illustra- ta dalla raccomandazione dell’Associazione tedesca dell’indu- stria automobilistica, o VDA. VDA 320: componenti elettrici ed elettronici nei veicoli a motore – Alimentazione a 48 V – Requi- siti e prove (versione 20/01/2025), è anche noto come LV 148 ed è stato sviluppato dagli OEM automobilistici Audi, BMW, Daimler, Porsche e Volkswagen come standard OEM comune per i componenti dell’intervallo di tensione di lavoro di 48 V DC. Questa guida raccomanda che la batteria abbia un inter- vallo di funzionamento della tensione illimitato (regolare) tra 36 V e 52 V, modalità di funzionamento limitato tra 20 V e 60 V e sovratensione dinamica fino a 70 V (figura 4). Migliorano le performance termiche La famiglia di moduli BCM a basso profilo (7,3 mm) è stampata e ‘placcata’ per elettrodeposizione. Il packaging sottile mette i componenti attivi interni in stretta vicinanza rispetto al dissi- patore di calore o alla piastra di raffreddamento, miglioran- do la conduzione termica. Il composto dello stampo utilizzato nei ChiP package Vicor è dielettrico e migliora la capacita’ di resistenza a stress termici e meccanici. Inoltre, il composto dello stampo ha un elevato modulo di elasticità, supportando il montaggio su telaio, il montaggio superficiale e le termina- zioni LGA (land grid array). La placcatura crea una gabbia di Faraday, riducendo le radiazioni elettromagnetiche emesse. La finitura superficiale in oro è elettricamente e termicamente conduttiva e resiste all’ossidazione. Il ChiP package a tre dimensioni interconnesse (o 3DI) offre una bassa impedenza termica, inclusa un’interfaccia termica piatta (coplanare) per dissipatori di calore e piastre fredde. Alcuni moduli Vicor includono costellazioni 3DI che fornisco- no un’eccellente saldabilità per il montaggio superficiale PCB. Evoluzione verso 48 V La tendenza a ricercare vantaggi economici e aumentare di vita utile dei dispositivi elettrici sta guidando l’adozione della conversione da HV a 48 V DC-DC nella maggior parte delle apparecchiature su svariate applicazioni. I moduli di potenza integrati da alta tensione a 48 V consen- tono agli ingegneri progettisti di soddisfare in modo più effi- ciente i requisiti dei sistemi di alimentazione e le esigenze del mondo moderno. Le proprietà uniche dei moduli di potenza a rapporto fisso offrono vantaggi superiori rispetto ai tradizio- nali convertitori DC-DC discreti. I moduli convertitori a rapporto di trasformazione fisso e bidi- rezionale di prossima generazione sono in grado di soddisfa- re requisiti elettricamente e termicamente molto elevati utili per applicazioni che possano adottare sistemi rigenerativi transito- ri come, per esempio, le sospensioni elettriche attive. Inoltre, la loro densità di potenza e la facile scalabilità li rende significativamente più versatili e in grado di adattarsi a un’am- pia varietà di sfide energetiche del settore. Il mondo dell’elet- tronica di potenza che volge lo sguardo verso power delivery network incentrate sui 48 V, sta trovando nei convertitori di potenza Vicor la soluzione preferita. SAC e ChiP sono marchi industriali di Vicor Corporation.