Come utilizzare un convertitore DC/DC?

Attualmente, sul mercato sono disponibili molti tipi di convertitori DC/DC. Il convertitore risonante è una topologia di convertitore DC/DC che, controllando la frequenza di commutazione, permette di ottenere un circuito risonante con tensione di uscita costante. I convertitori risonanti sono comunemente utilizzati in applicazioni ad alta tensione per uniformare le forme d'onda, migliorare il fattore di potenza e ridurre le perdite di commutazione causate da interruttori di potenza ad alta frequenza come MOSFET e IGBT. È importante notare che il circuito LLC (Load Line Circuit) è solitamente utilizzato nei convertitori risonanti perché consente la commutazione a tensione zero (ZVS) e a corrente zero (ZCS) nell'intervallo operativo, supporta frequenze di commutazione più elevate, riduce l'ingombro dei componenti e minimizza le interferenze elettromagnetiche (EMI).

Schema del convertitore risonante

Un convertitore risonante è costruito su un inverter risonante che utilizza una rete di interruttori per convertire una tensione continua in ingresso in un'onda quadra, che viene poi applicata a un circuito risonante. Come mostrato in Figura 2, il circuito risonante è costituito da un condensatore risonante Cr, un induttore risonante Lr e un induttore magnetizzante Lm del trasformatore in serie. Il circuito LLC filtra le armoniche di ordine superiore assorbendo selettivamente la massima potenza a una frequenza di risonanza fissa dell'onda quadra e rilasciando una tensione sinusoidale tramite risonanza magnetica. Questa forma d'onda alternata viene amplificata o ridotta da un trasformatore, raddrizzata e quindi filtrata per generare la tensione continua di uscita convertita.

Convertitore DC/DC risonante LLC semplificato

La corrente efficace (RMS) del condensatore è uno dei parametri importanti da considerare nella scelta di un condensatore risonante Cr adatto per un convertitore DC/DC. Essa influenza l'affidabilità del condensatore, l'ondulazione della tensione e le prestazioni complessive del convertitore (a seconda della topologia del circuito risonante). Anche la dissipazione del calore è influenzata dalla corrente efficace e da altre perdite interne.