EO528

TECNOLOGIA ELETTRONICA OGGI 528 - SETTEMBRE 2025 72 dei dispositivi in silicio (Si), che sono soggetti a notevoli perdite di conduzione e commutazione alle alte frequenze, la tecnologia SiC presenta minori perdite di commutazione, una minore resistenza di conduzione e inoltre può intrinsecamente funzionare a tempera- ture più elevate. Ciò comporta una riduzione delle perdite di ener- gia nel gruppo propulsore, in particolare durante il funzionamento dell’inverter, in cui avviene la conversione della corrente continua (DC) dalla batteria in corrente alternata (AC) per il motore elettrico. I vantaggi dell’efficienza della tecnologia SiC nei veicoli elettrici diventano più evidenti quando si considerano gli scenari di guida reali. Nel traffico a singhiozzo o durante la guida in autostrada a velocità costante, il gruppo propulsore funziona in condizioni di carico parziale. Gli inverter tradizionali in silicio presentano una minore efficienza in presenza di questi carichi parziali, con con- seguente maggiore consumo energetico e riduzione dell’autono- mia di guida. Per ottenere un’efficienza ottimale a carichi parziali nelle progetta- zioni SiC è necessario considerare attentamente le valutazioni di merito (FoM - Figures of Merit). Si tratta di parametri prestazionali utilizzati per valutare il compromesso ideale tra le varie caratteri- stiche del dispositivo sia statiche che dinamiche. Nel contesto degli inverter SiC, le FoM fondamentali sono la resistenza di accensione (Ron), le perdite di commutazione (Eon, Eoff), e il reverse recovery charge (Qrr). La riduzione al minimo della Ron riduce le perdite di conduzione mentre l’ottimizzazione di Eon, Eoff e Qrr riduce al minimo le perdite di commutazione. Tuttavia, raggiungere la mi- gliore prestazione possibile per ogni FoM può essere contropro- ducente. Ad esempio, riducendo eccessivamente Ron potrebbero verificarsi maggiori perdite di commutazione dovute all’incremen- to della Eon, Eoff. Per progettare in modo efficace un inverter SiC è necessario sele- zionare strategicamente i dispositivi e impiegare topologie di circui- to che raggiungano un buon equilibrio tra le FoM. Questo processo di ottimizzazione spesso comporta compromessi basati sui requisiti specifici dell’applicazione. Per le applicazioni di eMobility, in cui è fondamentale massimizzare l’efficienza con carico parziale, gli in- gegneri potrebbero privilegiare valori inferiori di Ron e Eoff, anche se ciò comporta perdite di commutazione leggermente superiori rispetto a uno schema incentrato esclusivamente sulle prestazioni. Discreti e moduli SiC La crescente domanda di elettronica di potenza ad alta efficien- za nel settore dell’eMobility ha stimolato uno sviluppo significativo nel mercato dei moduli SiC. Aziende leader, tra cui Onsemi, ST- Microelectronics, Nexperia, Navitas, WeEn, Diodes, Microchip e Rohm, sono all’avanguardia in questo percorso tecnologico. Que- ste aziende offrono una vasta gamma di moduli SiC appositamente studiati per soddisfare le esigenze di efficienza delle varie applica- zioni di mobilità elettrica, aprendo la strada a un futuro di trasporti elettrici più puliti ed efficienti. Onsemi ha recentemente lanciato nove moduli di potenza integrati (PIM) EliteSiC che consentono la ricarica bidirezionale nei carica- batterie ultraveloci a corrente continua per veicoli elettrici (EV) e nei sistemi di accumulo di energia (ESS). Questi dispositivi basati su tecnologia SiC permettono di migliorare significativamente la convenienza del sistema grazie a una maggiore efficienza e siste- mi di raffreddamento semplificati. Tali soluzioni possono ridurre le dimensioni anche del 40% e il peso del 52% rispetto alle soluzioni in tecnologia convenzionale e basate sul silicio (IGBT). STMicroelectronics vanta un’ulteriore forte presenza nel mercato dei dispositivi in tecnologia SiC. Un esempio di prodotto mirato per le applicazioni di eMobility è il SCT070HU120G3AG Mosfet di potenza SiC da 1.200 V, 63 mΩ tipici, 30 A con qualifica automotive. Altro esempio, il Mosfet SCT040HU120G3AG. Nel nuovo Packa- ge Top Cooling HU3PAK, un dispositivo di potenza SiC da 1.200 V, 40 mΩ tipico, 40A anch’esso automotive-grade. Dispositivi sviluppati con la tecnologia SiC Mosfet di terza genera- zione di ST, presentano un basso valore di Rds (on)) ed elevate pre- stazioni di commutazione sull’intera gamma di temperatura, il che li rende una scelta ideale per applicazioni di eMobility quali inverter, convertitori DC/DC per veicoli elettrici e On Board Charger (OBC). Riassumendo, la tecnologia SiC garantisce significativi vantaggi in termini di efficienza nella conversione di potenza, ha inoltre di- mostrato, nel tempo e sul campo, un’elevata affidabilità nelle ap- plicazioni più esigenti. Negli ultimi anni la capacità produttiva è cresciuta notevolmente e gli investimenti in SiC da parte di tutti i produttori sopra menzionati dimostrano un forte impegno continuo verso questa tecnologia.