3.3 PFC Boost Interleaved

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Figura 3.8 Evoluzione delle corrente in ingresso iL (a), delle correnti sui due induttori iL1,iL2 (b), delle correnti sugli interruttori iS1, iS2 (c), delle corrente correnti sui diodi iD1, iD2 (d) e della corrente sul condensatore di uscita iC (e), per α<0.5 (sinistra) e α>0.5 (destra).

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topologia di PFC (Figura 3.2). Il convertitore DC-DC Boost Interleaved è quindi la chiave di tali vantaggi, per tale motivo è bene effettuare uno studio comparativo tra un Boost e un Boost interleaved allo scopo di evidenziare i vantaggi introdotti da tale schema circuitale. In prima analisi è possibile focalizzare l’attenzione sul ripple di corrente presente in ingresso. La riduzione di tale grandezza permette infatti di ridurre i costi e i volumi dei condensatori di filtro posti di ingresso e di aumentare sia il rendimento che l’affidabilità. Inoltre, una diminuzione di tale parametro porta inevitabilmente ad una riduzione del livello dei disturbi condotti in rete. In particolare, per un Boost a singola fase il ripple presente in ingresso sarà pari a quello presente sull’induttore, ne consegue che il rapporto tra queste due grandezze sarà sempre pari a uno qualsiasi sia il valore del duty cycle.

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In questo paragrafo è riportato il dimensionato un convertitore PFC Boost Interleaved caratterizzato da due stadi di boost connessi in parallelo. Inoltre, tale convertitore utilizza dispositivi a semiconduttore innovativi, come MOSFET e diodo di potenza realizzati con tecnologia al carburo di silicio oggigiorno presenti sul mercato. Questi componenti aumentano l’efficienza totale del convertitore PFC abbassando i livelli delle emissioni condotte prodotte dallo stesso convertitore.

Le principali specifiche di progetto concernenti il prototipo di un convertitore PFC Boost Interleaved Bifase sono:

! Potenza continua in uscita dal convertitore: 500 W; ! Ripple di corrente in ingresso: 15% della Iin ,max; ! Tensione in ingresso: 230 V ±10%; ! Frequenza di rete: 50 Hz; ! Tensione continua in uscita: 400 V; ! Ripple massimo di tensione in uscita: 7% di V 0; ! Frequenza di commutazione degli interruttori elettronici di potenza: 100 kHz; ! Nessun l’isolamentogalvanicotralasezionediingressoequelladiuscitadelconvertitore.

Durante la progettazione si è tenuto conto della variazione della tensione efficace presente in rete, questa può infatti presentare una variazione del ±10%, ne consegue che la tensione efficace varierà tra

198 V e 242 V a cui corrisponderanno rispettivamente un duty cycle di 0.3 e 0.14. La progettazione del PFC Interleaved riguarderà la parte di potenza, quella di misurainterfaccia e di sicurezza. Nello specifico questo convertitore alimenterà un modulo FPGA che avrà il compito di acquisire i segnali utili (tensioni e correnti), generare i corrispondenti segnali di controllo per gli interruttori di potenza e intervenire nel più breve tempo possibile qualora si dovessero presentare delle situazioni di guasto. In particolare tutte le alimentazioni ausiliarie verranno prese in carico da un convertitore AC-DC che utilizzerà un

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