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ANALOG HALL SENSORS questa considerazione: una resistenza maggiore aumen- ta la dissipazione di potenza (e, di conseguenza, il costo), ma può consentire l’utilizzo di una configurazione a gua- dagno inferiore e può mitigare l’impatto dell’errore di offset dell’amplificatore operazionale su piccole tensioni di shunt. In un microinverter, uno shunt da 3 mΩ può ag- giungere 2 W di calore al sistema complessivo, il che può influire sulla precisione del rilevamento e può richiedere la calibrazione della termocoppia. L’utilizzo di un dissi- patore sotto forma di piani di rame e via termici nel cir- cuito stampato può aiutare a ridurre il calore dall’area in- teressata, ma ciò aggiunge costi e tempi di sviluppo. Se si considerano i parametri termici nella progettazione dei microinverter, un sensore di corrente a effetto Hall consuma poca energia e introduce un calore minimo: in confronto, l’effetto della resistenza del conduttore inte- grato combinata con la corrente operativa a riposo del di- spositivo non supera 1 W (0,4 W e 0,8 W, tipici). Inoltre, i sensori di corrente Allegro, come i modelli ACS71240 e ACS37002 , sono in grado di misurare l’intervallo di cor- rente di ingresso del fotovoltaico con un contributo mini- mo all’aumento di calore del sistema (Fig. 3). È un aspetto importante, soprattutto se si considera che la vicinan- za dei dispositivi che generano calore ai condensatori di massa del sistema ne degrada la vita utile. Quando è esposto a un calore eccessivo, un condensatore elettro- litico perde elettroliti, il che ne riduce la capacità com- plessiva, ne aumenta la sua resistenza serie equivalente e aumenta il rischio di un guasto prematuro. Il guasto del condensatore potrebbe causare l’instabilità del microin- verter, o un cortocircuito, che potrebbe danneggiare l’in- tero sistema. Disturbi dimassanel rilevamentosul ramo inferiore L’uso di uno shunt nel ramo inferiore di un sistema di po- tenza produce spesso disturbi sul collegamento di massa (Fig. 4). A seconda del valore dello shunt, in condizioni di elevata corrente di funzionamento possono insorgere si- gnificative instabilità sul piano di massa che influiscono sulla circuiteria di precisione del microinverter. Un pan- nello che eroga 25 A può produrre un disturbo di oltre 100 mV, interferendo con i dispositivi di controllo e feedback locali più sensibili e introducendo indesiderati errori di funzionamento o sulle tensioni di riferimento. Con un layout del PCB non ottimale, la variazione del riferimento di massa ( ground shift ) indotto dallo shunt causa la perdita di precisione delle misurazioni critiche della tensione di riferimento per l’algoritmo MPPT ( Maximum Power Point Tracking ) e impatta sull’integrità dei segnali di comu- nicazione. La mitigazione di tali problemi richiede uno sforzo progettuale aggiuntivo per isolare correttamente i riferimenti di massa e prevenire la metastabilità nei cir- cuiti di rilevamento e nei controllori dei microinverter. Resistenze di shunt più piccole possono ridurre l’impat- to dei disturbi di massa e delle perdite di potenza/calore introdotte nel sistema, ma possono anche ridurre la pre- cisione delle misure a bassi livelli di corrente. La scelta dello shunt influisce sull’errore di offset; considerando uno shunt da 1 mΩ, con una corrente erogata dal pannel- lo fotovoltaico di 1 A e un amplificatore operazionale con offset di 50 μV, l’errore può aumentare fino al 5% a basse correnti. Questo errore si aggrava quando il microinver- ter è soggetto a un notevole aumento di calore. Una so- luzione di rilevamento della corrente sul ramo superiore non crea problemi sul riferimento di massa e funziona con un’accuratezza sempre elevata su tutta la gamma di correnti e temperature di funzionamento dei pannelli fo- tovoltaici. Nella tabella 1 viene riportato il confronto tra shunt con Fig. 3 – Variazione della temperatura del die in funzione della corrente con i sensori Allegro Fig. 4 – Variazione del livello di massa con misura della corrente sul ramo inferiore ELETTRONICA OGGI 517 - APRILE 2024 36