Switching elettronica di potenza

[Roswell1947]

Salve,quancuno potrebbe ,gentilmente,spiegarmi il perché di queste forme d'onda per la tensione e corrente in un dispositivo di switching ( mosfet ,BJT etc) con la funzione di interruttore di commutazione con carico induttivo con e senza effetti delle capacità parassite?Inoltre come mai il percorso di commutazione con carico induttivo ha quella forma di " angolo retto"?come mai da off ad on si percorre l'angolo retto superiore e non quello inferiore (cioè quello con angolo di 90 fgradi nell'origine per intenderci)

grazie

[EnricoMigliore]

Ciao,

Questa risposta e' valida solo per i carichi induttivi ideali:

l'equazione costitutiva degli induttori v = L (di/dt) dice che la corrente i e' l'integrale della tensione v applicata ai morsetti.

Se la tensione v e' costante per un certo tempo t, la corrente i, in quel tempo t, cresce linearmente col tempo dovendo appunto essere l'integrale di una costante.

[Roswell1947]

Si ok questo lo sapevo ma io vorrei sapere come mai la tensione V ,nel grafico, va a 0 in un tempo non nullo in maniera lineare quando si considerano gli effetti capacitivi?Inoltre come mai la traiettoria del punto di lavoro si sposta da OFf ad ON ad angolo retto?perché non si sposta sul'alltro percorso ad angolo retto (angolo di 90 gradi nell'origine) che sarebbe più logico visto che c'è un induttore ,se partiamo dallo stato OFF quindi i=0 e V=E data l'inerzia dell'induttore,il punto di lavoro, dovrebbe spostarsi in orizzontale verso V=0 e non in verticale...o sbaglio?

[IsidoroKZ]

come mai da off ad on si percorre l'angolo retto superiore e non quello inferiore (cioè quello con angolo di 90 fgradi nell'origine per intenderci)

Dipende dalle ipotesi che fa sulla corrente nell'induttore: se si lavora in modo discontinuo, cioe` la corrente nell'induttore va a zero quando l'interruttore e` aperto, allora l'accensione e` a corrente nulla, e hai ragione tu, all'accensione il punto di funzionamento si sposta "rasente agli assi". Se invece la corrente nell'induttore, prima dell'accensione dell'interruttore, e` gia` presente nell'induttore, allora anche l'accensione e` dissipativa.

Ad esempio, nel circuito qui sotto, se prima dell'accensione dello switch la corrente in L non e` nulla, perche' sta circolando in D, si ha questo comportamento.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[IsidoroKZ]

Da dove arrivano quelle figure? Corso, ateneo e docente>

Hai un link per scaricarle?

[Roswell1947]

Da dove arrivano quelle figure? Corso, ateneo e docente>

Hai un link per scaricarle?

le figure arrivano da qui
https://www.dei.unipd.it/~pel/2012%20Elettronica%20Industriale%20-%20VI/Colore/02.%20Componenti_potenza_parte1.pdf
Elettronica Industriale Prof Tenti
Univ di Padova (Il circuito ha sempre ragione" (Luigi Malesani). mitico prof di Elettronica di Padova)

nella figura il passaggio dallo stato off a quello On avviene sull'asse parallelo a quello Y per poi spostarsi su quello parallelo all'asse orizzontale X..quindi che significa?

[IsidoroKZ]

Mitico Paolo Tenti, gia` in pensione da qualche anno, credo.

Significa che il dispositivo dissipa (

Appena l'interruttore comincia a chiudersi, cioe` a far passare un po' di corrente, la corrente che arriva dall'induttanza, che per tempi "corti" puo` essere considerata costante, si suddivide fra interruttore e diodo. Guarda la figura qui sotto, dove ho messo dei valori.

Supponiamo che nell'induttanza scorrano 10A, che sono costanti per le poche decine di nanosecondi che impiega il MOS ad aprirsi. Durante la fase di apertura, vedere le prime slide, il MOS si comporta come un generatore di corrente, che comincia assorbendo nulla, poi l'assorbimento cresce fino a 10A.

All'istante A, prima della commutazione, tutta la corrente passa nel diodo, la tensione di drain e` di 100V ed e` tutto stabile.

Quando il MOS comincia a condurre, istante di tempo B, vuole far passare, ad esempio 1A attraverso il drain. Il circuito riesce a fornire questa corrente, ma a scapito della corrente che passa nel diodo, che da 10A scende a 9A. Quindi dei 10A che passano in L, 1A va sul MOS e 9 attraverso il diodo.

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Il MOS continua la sua accensione e poco dopo, istante C, assorbe ad esempio 5A. Dei 10A che da` l'induttanza, 5A vanno nell'interruttore e 5A nel diodo. Anche qui, come, nel punto B, il diodo e` acceso, che vuoi dire che ai suoi capi non c'e` praticamente caduta di tensione e la tensione di drain vale 100V (se si vuole aggiungere la caduta sul diodo, la tensione di drain vale circa 101V).

Il MOS si accende sempre piu`, e in D vuole assorbire 9A. Nessun problema, la corrente della L va quasi tutta nel MOS, e solo 1A passa ancora nel diodo, che pero` e` ancora in conduzione e tiene la tensione di drain a 100V.

Infine il MOS si accende completamente, vorrebbe assorbire piu` di 10A, ma nel circuito non ci sono, quindi il diodo rimane "a secco", si spegne, e finalmente la tensione sul drain puo` scendere a 0V (circa).

Durante tutta la fase di accensione c'e` corrente nel MOS, varia da 0A a 10A, e c'e` tensione ai capi del MOS, tenuta dal diodo: V x I e` la potenza che dissipa il MOS.

[Roswell1947]

Quindi la corrente nell'induttore non si annulla mai? come mai nel grafico (le slide successive in cui si vede l'andamento temporale di V ed I) quando la V torna al livello E la I (e quindi la corrente nell'induttore ) torna a 0?

[IsidoroKZ]

Quella nei grafici e` la corrente nell'interruttore, non quella nell'induttanza, che per tutta la breve durata della commutazione puo` essere considerata costante.