EO Medical 25 - marzo 2023

POWER SUPPLY Quando un alimentatore o un dispositivo elettrico vie- ne acceso, un’elevata corrente iniziale fluisce nel cari- co, partendo da zero e aumentando fino a raggiungere un valore di picco. Il motivo principale di questo picco iniziale è caricare i condensatori di disaccoppiamento o livellamento di grande capacità presenti all’interno dell’alimentatore e dell’apparecchiatura finale. Duran- te questa sequenza, quando i condensatori si caricano o i dispositivi escono dallo stato di inattività, la corrente aumenta molto rapidamente da zero, salendo fino alla corrente di picco e quindi diminuendo gradualmente fino alla corrente di stato stazionario (Fig. 3). Durante questo periodo l’alimentatore deve erogare energia suf- ficiente per caricare i condensatori e fornire la potenza richiesta al carico senza attivare la protezione da sovra- corrente (OCP) senza arrestare il funzionamento dell’a- limentatore. Inoltre, alcuni carichi potrebbero inizial- mente comportarsi come un cortocircuito e richiedere che l’alimentatore non entri in modalità di protezione. Per soddisfare questa sequenza di avvio, gli alimentato- ri sono progettati per consentire un certo livello di so- vracorrente ed è prassi comune impostare la soglia OCP a circa il 110% del valore nominale massimo. Il 110% è sufficiente per la stragrande maggioranza del- le applicazioni, ma nel caso di apparecchiature medi- che esigenti che richiedono livelli di potenza di picco dell’ordine del 200-300% per alcuni secondi, l’impo- stazione al 110% non è abbastanza: da qui la necessità di ricorrere a un alimentatore progettato non solo per fornire una potenza di picco elevata, ma anche per ga- rantire la massima affidabilità durante la vita operativa dell’apparecchiatura finale. Correre una maratona con prestazioni tipiche di una corsa veloce Un metodo semplice per garantire che l’alimentatore fornisca energia sufficiente quando è richiesto un pic- co di potenza supplementare è scegliere un’unità la cui potenza nominale sia pari alla potenza massima richie- sta durante il picco. Ad esempio, se la potenza massima costante richiesta da un’apparecchiatura è di 500 W e il picco è di 1.000 W, il progettista del sistema potrebbe considerare un alimentatore da 1.200 W come la solu- zione più adatta, tenendo conto delle condizioni opera- tive, ad esempio la tensione di ingresso, la temperatura ambientale, il declassamento (derating) e altre ancora. Questo sembra ovvio ma eccessivo quando il picco si verifica solo occasionalmente. Ad esempio, quando un motore a corrente continua viene attivato per posizio- nare il letto di un paziente e poi spento e l’alimentatore alimenta solo il sistema di controllo. Allo stesso modo, è eccessivo per i sistemi che richiedono carichi di pic- co ripetitivi per un periodo di tempo limitato rispetto all’alimentazione a regime. La scelta di un alimentatore per applicazioni con carichi di picco richiede una valutazione delle condizioni ope- rative durante la vita dell’apparecchiatura e la conside- razione di tutti gli aspetti, compresi dimensioni, peso e prezzo. Acquistare un alimentatore da 1.200 W quando il carico di picco viene richiesto solo per un periodo limi- tato del tempo complessivo di funzionamento potrebbe non risultare la scelta migliore. I produttori hanno sviluppato soluzioni di alimentazione in grado di erogare una potenza supplementare signifi- cativa, pari al doppio del valore nominale o addirittura Fig. 4 - Equazione di progettazione per garantire che i condensatori di uscita sostengano l’energia di picco richiesta (Fonte: PRBX) EO MEDICAL - MARZO 2023 XXIX