Marotta Controls ha ampliato la sua linea di alimentatori switching 1-STEP con la quarta variante, il PS11200. Progettato per sostituire le soluzioni tradizionali da 400 A, che in genere producono potenza non regolata o poco regolata in un ingombro maggiore, il PS11200 fornisce 11.200 W di potenza in uscita completamente isolata con un’efficienza del 91% a pieno carico. La potenza nominale ĆØ di 11.200 W (28 VCC, 400 A) con un ingresso trifase di 115 VAC, da 50 Hz a 800 Hz.
In un’intervista rilasciata a EEWeb, Michael Germinario, direttore tecnico senior di Marotta, ha sottolineato che il PS11200 ha superato tutti i test di qualificazione necessari per garantire l’affidabilitĆ e le prestazioni del convertitore di potenza negli ambienti difficili comunemente presentati dagli aerei da trasporto militari/pesanti come gli aerei cargo C-130 Hercules e gli elicotteri da trasporto CH-47 Chinook, nonchĆ© dai veicoli aerei senza pilota.
Da CA a CC per ambienti difficili
Le fasi di conversione di un alimentatore trifase in corrente alternata aggiungono complessitĆ e componenti, contribuendo alla perdita di efficienza e all’aumento della massa. A loro volta, i progettisti sono coinvolti in compromessi in termini di dimensioni, peso, potenza e costi. L’obiettivo dell’AC-DC 1-STEP, come ha detto Germinario, ĆØ ridurre al minimo questi compromessi.
Il convertitore 1-STEP converte la potenza di ingresso CA in potenza di uscita CC in un’unica fase di conversione semplificata per ridurre peso, costi e rischi in un’ampia gamma di applicazioni commerciali e militari. Un convertitore 1-STEP ĆØ una soluzione circuitale che consente di ottenere la correzione del fattore di potenza attivo, la regolazione della tensione di uscita e l’isolamento elettrico in un’unica fase di conversione.
“L’1-STEP offre anche numerosi altri vantaggi, come una maggiore affidabilitĆ , una minore distorsione armonica e la possibilitĆ di aumentare o diminuire la tensione di uscita, per citarne alcuni”, ha affermato Germinario.
“Le prestazioni in termini di temperatura, umiditĆ e vibrazioni da urto sono elementi importanti da considerare”, ha aggiunto. “L’umiditĆ ĆØ legata alla protezione dell’elettronica con un rivestimento conforme. Ć su questo punto che dobbiamo concentrarci per essere certi di soddisfare i requisiti ambientali. Questa attenzione si applica a tutti gli aspetti di un progetto degno di volo”.
La chiave ĆØ ottenere la massima efficienza riducendo al minimo il carico termico. “Utilizziamo componenti in carburo di silicio e materiali ad alta permeabilitĆ magnetica per aumentare l’efficienza”, ha detto Germinario. “Ma stiamo valutando anche i FET GaN per eventuali implementazioni”.
“Il carburo di silicio offre caratteristiche migliori in termini di capacitĆ di tensione e corrente, e tutto dipende dalla velocitĆ di commutazione e dal basso valore di RDS(on) nella scelta dei dispositivi”, ha aggiunto. “Una commutazione piĆ¹ rapida puĆ² portare a progetti magnetici piĆ¹ piccoli. A tal fine abbiamo sfruttato sia i dispositivi SiC che GaN”.
I vantaggi del SiC rispetto al silicio, in termini di frequenze di commutazione piĆ¹ elevate e bassa resistenza di conduzione, sono stati ampiamente riconosciuti. La maggior parte dei vantaggi ĆØ associata alle proprietĆ superiori del materiale SiC rispetto al silicio, che si traducono in una maggiore velocitĆ di commutazione e in miglioramenti delle perdite. Tuttavia, nella comunitĆ degli ingegneri ĆØ diffusa l’idea errata che le sfide legate alla progettazione e alla selezione di un ambiente operativo ottimale (pilotaggio del gate e scelta dei componenti passivi) riducano i vantaggi, limitando cosƬ l’utilizzabilitĆ dei dispositivi SiC. Tuttavia, questi problemi sono stati risolti e la loro soluzione rende meno rischioso lo sviluppo di componenti wide-bandgap.
La maturitĆ tecnologica, le prestazioni e la significativa riduzione dei costi dovuta all’aumento dei volumi e della concorrenza sono le ragioni principali per cui i dispositivi SiC vengono impiegati in un numero sempre maggiore di applicazioni.
Le basse perdite di commutazione consentono di aumentare la frequenza di commutazione e di ridurre le dimensioni dei componenti passivi (condensatori, induttori), con conseguente riduzione dei costi, delle dimensioni e del peso del sistema. La riduzione delle dimensioni ĆØ piĆ¹ o meno proporzionale all’aumento della frequenza.
