Definizione e caratteristiche dell'elettronica di potenza

Il compito dell'elettronica di potenza è quello di gestire e controllare il flusso di energia elettrica fornendo

tensioni e correnti in una forma che si adatti in modo ottimale ai carichi utilizzatori.

La figura rappresenta lo schema a blocchi di un sistema di elettronica

di potenza. L'alimentazione proviene, di solito, da una linea elettrica

monofase o trifase avente una frequenza di 50 o 60 Hz, e le

dalla topologia del sistema di controllo del sistema di connessione.

L'uscita è adattata alle esigenze del carico.

Considerando l'uscita del sistema di potenza come un generatore di tensione, le corrente d'uscita ed il suo

assorbimento con la tensione dipendono delle caratteristiche del carico. Normalmente un controllore controlla l'uscita

del sistema di conversione con un valore desiderato (riferimento), il flusso della potenza attraverso questo

stesso può essere interrotta e, in modo da scambiare ruoli di ingresso ed uscita. Il regolatore è composto da

un circuito integrato lineare o da un DSP (Digital Signal Processor). In ogni processo di conversione di potenza

è importante limitare le perdite, quindi avere un elevato rendimento energetico per il costo dell'energia non

utilizzata e la difficoltà di smaltire il calore dovuto all'energia dissipata.

Prendiamo in considerazione l'alimentatore in continua che

fornisce ad un carico una tensione regolata V_o. La tensione

valore di picco di 120 o 240 V e quello

di uscita può essere un circuito per ridurre la differenza di tensione tra V_i e V_o. Il

ingresso mostrato in figura, un transistore è usato per sostenere la differenza di tensione tra V_o e V_i. Il

transistore funziona nella zona che come un resistore variabile, e ne consegue un basso rendimento energetico.

La regolazione della tensione e l'isolamento elettrico

sono ottenuti mediante il circuito in figura. La

tensione di linea è caratteristica in una tensione di uscita

V_o con un trasformatore

alla frequenza di rete. Facendo funzionare

questo con un interruttore (completamente on o completamente off) ad una frequenza di commutazione f_s.

Il compito dell’elettronica di potenza è quello di gestire e controllare il flusso di energia elettrica tornando

tensioni e correnti in una forma che si addice in modo ottimale ai carichi utilizzatori.

potenza in ingresso sistema di conversione potenza in uscita

v_i ------------------------> v_o ----------------------> carico

i_i i_o

----------------------------------------------------

segnali di controllo misure

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regolatore

riferimento

La figura rappresenta lo schema a blocchi di un sistema di elettronica

di potenza. L’alimentazione proviene di solito da una linea elettrica

monofase o trifase avente una tensione di 50 o 60 Hz. La

dalla tipologia del sistema di controllo del sistema di conversione.

L’uscita è adattata alle esigenze del carico.

Considerando l’uscita del sistema di potenza come un generatore di tensione, la corrente d’uscita ed il suo

spostamento con la tensione dipendono delle caratteristiche del carico. Normalmente un controllore controlla l’uscita

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del sistema di conversione con un valore desiderato (      ). Il flusso della potenza attraverso questo

schema può essere reversibile, in modo da scambiare i ruoli di ingresso ed uscita. Il regolatore è composto da

un circuito integrato lineare, o da un DSP (Digital Signal Processor). In ogni processo di conversione di potenza

è importante limitare le perdite, quindi avere un elevato rendimento energetico per il costo dell’energia non

utilizzata e la difficoltà di smaltire il calore dovuto all’energia dissipata.

Prendiamo in considerazione l’alimentatore in continua che

fornisce ad un carico una tensione regolata V_o. La tensione

di ingresso può avere un valore tipico di 220 o 240 V e quello

d’uscita può essere 5 V. Si riduce così il isolamento

elettrico tra ingresso e uscita. In un alimentatore lineare,

un trasformatore a frequenza di rete provvede a tale isolamento e abbassa la tensione della linea. Il raddrizzatore

converte la corrente alternata di uscita dell’avvolgimento a bassa tensione del trasformatore in corrente continua.

Il condensatore di filtro riduce il ripple della tensione continua V_dc.

La figura mostra la forma d’onda V_i che dipende dall’ampiezza

della tensione di linea. Il rapporto di spire del trasformatore

deve essere scelto in modo tale che il valore minimo della

tensione di ingresso sia più grande di quello V_o desiderato

all’uscita, in relazione al campo di vari