2.1 Introduzione

C. Stato di OFF L’apertura dell’interruttore e la piena conduzione del diodo, porta il convertitore nello stato di OFF. In tale stato operativo il generatore in ingresso vin, con il supporto della scarica dell’induttore L, caricano il condensatore di filtro C e alimentano il carico connesso in uscita.

Figura 2.8 Rappresentazioni circuitali del convertitore Boost durante lo Stato di ON (a), Turn-OFF (b e c), stato di OFF (d) e Turn-ON (c e d).

D. Inizio Turn-ON

Come a inizio turn-OFF, un segnale di chiusura inviato all’interruttore non causerà un’immediata transizione di correnti e tensioni sull’interruttore. Infatti, durante il tempo di salita della corrente (tri), la corrente sull’interruttore andrà a crescere linearmente, mente la iD presenterà una evoluzione diametralmente opposta, come mostrato in Figura 2.8.

E. Fine Turn-ON

L’annullarsi della corrente sul diodo fa si che le tensioni ai capi del diodo e dell’interruttore siano libere di variare. In particolare, durante il tempo di discesa della tensione (tfv), la tensione vS decrescerà in modo lineare sino a raggiungere il valore di regime presente durante lo stato di ON.Ne consegue che, durante il normale funzionamento del convertitore elettronico di potenza, sull’interruttore si andranno a dissipare due distinte aliquote di potenza. La prima relativa allo stato conduzione dell’interruttore, la seconda legata invece alle sole commutazioni. Quest’ultimo contributo di potenza persa sarà funzione, sia dei valori di tensione e corrente presenti sull’interruttore durante la commutazione, sia della frequenza di commutazione. L’effetto di tali commutazioni non inciderà solamente sulle evoluzioni delle correnti e tensioni dell’interruttore, ma andrà ad

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2.5.1 Calcolo delle potenze

Durante il normale funzionamento di un convertitore elettronico di potenza gli interruttori, di cui è equipaggiato, andranno a dissipare una certa potenza in fase di conduzione che in commutazione. Quest’ultimo contributo dipenderà sia dai valori di tensione e corrente presenti sull’interruttore durante la commutazione, sia dalla frequenza di commutazione utilizzata. Inoltre, l’effetto di tali commutazioni andrà ad incidere sulle potenze dissipate nei restanti componenti facenti parte del convertitore. Pertanto, in questo paragrafo, ci si prefigge l’obbiettivo di stimare le potenze dissipate in funzione del tempo di commutazione, sia sui componenti passivi, che su quelli attivi in un convertitore DC-DC Boost. Per fare questo si deve assumere che l’interruttore elettronico durante il turn-ON e il turn-OFF non presenti delle variazioni istantanee di corrente e tensione, ma sia caratterizzato da correnti e tensioni che presentino un andamento lineare su tutto il periodo di commutazione.

2.5.1.1 Potenza in ingresso e uscita

Dato che l’induttore presenta un ripple di corrente generalmente trascurabile in termini energetici e che in tale topologia circuitale la corrente in ingresso è uguale a quella sull’induttore, è possibile calcolare direttamente la potenza assorbita in ingresso, ed erogata in uscita, tramite la seguente relazione:

2.5.1.2 Potenza dissipata sull’induttore

Data l’ipotesi che la corrente sull’induttore presenti un ripple di corrente trascurabile e sotto l’ipotesi che l’induttore possa essere rappresentato tramite la serie di un’induttanza L e di una resistenza serie rL, è possibile associare le potenza media dell’induttore alla sola potenza mediamente dissipata per effetto joule dalla resistenza serie, quindi il valore sarà dato dal valore di resistenza per il quadrato della corrente che circola sull’ induttore

2.5.1.3 Potenza dissipata sul condensatore

Il calcolo della potenza media dissipata dal condensatore su un periodo di commutazione, a differenza dei casi precedenti, non potrà essere calcolato in modo diretto. Infatti, il calcolo di tale potenza dissipata verterà sempre sulla stima potenza dissipata per effetto joule sulla resistenza serie rC, ma andrà a considerare l’andamento approssimato della corrente sul condensatore.

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