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EO POWER - GENNAIO/FEBBRAIO 2023 XIV Power Poiché I = C x (dV/dt), anche una piccola capacità di barriera di soli 20 pF con una commutazione di 10 kV/ μs darà luogo a unflussodi corrente di 200mA. Questa corrente si instraderà in un percorso di ritorno inde- terminato attraverso il circuito del controllore fino al ponte, causando picchi di tensione ai capi delle resi- stenze e le induttanze di collegamento, che possono interrompere il funzionamento del controllore e del convertitorec.c./c.c.Pertalemotivoèopportunochela capacità di accoppiamento sia la più ridotta possibile. Per quanto concerne l’isolamento base e il relativo isolamentodel convertitore c.c./c.c. ènecessario tener presente un altro aspetto. La barriera di isolamento è progettata per resistere alla tensione nominale in modo continuo, ma poiché la tensione è commutata, la barriera può potenzialmente deteriorarsi più rapi- damente nel tempo. Ciò è dovuto agli effetti di natura elettrochimicaedi scaricaparzialenelmaterialedella barriera che si verificherebbero esclusivamente come risultato dell’applicazione di una tensione c.c. fissa. Il convertitore c.c./c.c. deve pertanto essere dotato di isolamento robusto e di adeguate distanze mi- nime di clearance e di creepage. Se la barriera del convertitore fa anche parte di un sistema di isola- mento di sicurezza, si applicano le specifiche im- poste dagli Enti normatori in base al livello di iso- lamento richiesto (base, supplementare, rinforzato), la tensione di funzionamento, il grado di inquina- mento, la categoria di sovratensione e l’altitudine. Per questi motivi, solo i convertitori c.c./c.c. per gate driver progettati e realizzati con materiali adegua- ti sono conformi (o in attesa di omologazione) alla norma UL60950-1 per vari livelli di protezione base e rinforzata (generalmente equivalenti a quelli della norma EN 62477-1:2012); è inoltre in vigore un livello più stringente che prevede la conformità alle norma- tive dello standard ANSI/AAMI ES60601-1 in vigore in ambito medicale con requisiti pari a 1 MOPP (mezzi di protezione del paziente) e 2 MOOP (mezzi di prote- zione dell’operatore). • Immunità ai transitori di modo comune: CMTI è un pa- rametro importante del gate driver alle frequenze di commutazione più elevate, quando il gate dri- ver prevede una tensione differenziale tra due ri- ferimenti di massa separati, come nel caso dei gate driver isolati. CMTI è definito come la velo- cità massima tollerabile di aumento o diminuzio- ne della tensione di modo comune applicata tra due circuiti isolati ed è specificato in kV/µs o V/ns. Un CMTI elevato significa che le due sezioni di un di- spositivo isolato, ovvero la sezione di trasmissione e quella di ricezione, superano le specifiche contenute nel datasheet quando “colpiscono” la barriera di iso- lamento con un segnale a una velocità di variazione in salita (positiva) o discesa (negativa) molto elevata. Il datasheet del convertitore c.c./c.c. dovrebbe con- tenere un valore di specifica per questo parametro e i progettisti devono abbinarlo alle specifiche della frequenza e della tensione di funzionamento del loro circuito. Soddisfare i requisiti dei convertitori c.c./c.c. per gate driver Essendo consapevole delle numerose esigenze, spesso contrastanti, dei convertitori c.c./c.c. per il pilotaggio del gate, Murata ha ampliato la propria gamma di converti- tori c.c./c.c. a fori passanti della serie MGJ2 con l’inclu- sione di versioni SMD. Grazie alle loro prestazioni, al fat- tore di forma compatto e al basso profilo (circa 20 mm di lunghezza × 15 mm di larghezza × 4 mm di altezza) e alla compatibilità con i processi di produzione SMD, questi convertitori sono particolarmente adatti ad alimentare i circuiti di pilotaggio del gate high-side e low-side di IGBT e MOSFET in applicazioni con severe limitazioni di spazio e di peso (Fig. 9). I componenti di questa famiglia di convertitori da 2 W operano con tensioni di ingresso nominali di 5, 12 e 15 V e offrono un’ampia gamma di tensioni di uscita asim- metriche (+15 V/5 V, +15 V/9 V e +20 V/5 V) per supportare livelli di pilotaggio ottimali, garantendo la massima ef- ficienza del sistema e una drastica riduzione delle inter- ferenze elettromagnetiche (EMI). Il package a montaggio superficiale facilita l’integrazione fisica con i gate driver e consente un posizionamento più ravvicinato, riducendo così la complessità del cablaggio e minimizzando la pos- sibilità di “raccogliere” interferenze EMI o in radiofre- quenza (RFI). I convertitori della serie MGJ2 soddisfano gli elevati re- quisiti, in termini di isolamento e di dV/dt, richiesti dai circuiti a ponte utilizzati negli azionamenti dei motori e negli inverter; l’elevata robustezza e la possibilità di operare nel range di temperatura industriale garanti- scono una lunga durata e la massima affidabilità. Tra le altre caratteristiche di rilievo si possono annoverare le seguenti: • Isolamento rinforzato secondo UL62368 • Conformità a ANSI/AAMI ES60601-1 • Tensione di prova di isolamento di 5,7 kV c.c. (per le prove “hi pot”) • Capacità di isolamento di valore estremamente ri- dotto • Funzionamento fino a +105 °C (con derating)