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Il meglio del Fortronic Power Forum 2018

14 Settembre 2018

Di Irma Garioni

A cura di Franco Musiari

Due Plenarie per un totale di 12 interventi sugli argomenti più caldi della tecnologia e delle soluzioni applicative, 6 interventi in Arena, 13 Workshop e tre Educational sono il sommario dell’ultimo Fortronic Power Forum

La quindicesima edizione del Power Fortronic ha confermato essere l’evento italiano di riferimento per chi opera nell’elettronica di potenza (e non solo). I 73 espositori presenti hanno occupato un’area di 3.500 mq e tenuto oltre 30 interventi tra workshop, convegni plenari, educational e dimostrazioni in arena. Tutti centrati sulle tecnologie più recenti, quali il silicon carbide (SiC) e sulle soluzioni applicative più interessanti.

Guardando al contesto generale l’argomento più gettonato, direttamente o indirettamente, è stato quello che coinvolgeva la mobilità elettrica e le soluzioni tecniche relative.

E-mobility e tecnologia SiC

In effetti la giornata si è aperta con un intervento in Arena assolutamente centrato su una delle problematiche più sentite da chi non è ancora propenso all’acquisto di un’auto elettrica: la scarsa presenza di colonnine di ricarica e il tempo necessario per la ricarica stessa. L’intervento intitolato “L’auto elettrica, tutto sta nella ricarica!” è stato sviluppato da Ala Engineering, azienda specializzata in elettronica personalizzata e custom, attiva anche nel settore della mobilità elettrica con la progettazione e produzione di alimentatori e caricabatterie ottimizzati per la trazione elettrica.

In partnership con una azienda del settore, Ala Engineering ha sviluppato una soluzione ottimizzata di ricarica veloce per auto elettriche, occupandosi in particolare dello stadio di potenza. L’alimentatore è in grado di caricare batterie al Litio in un ampio range di tensione compreso tra 100 V e 600 V, con una corrente fino a 50 A in funzionamento continuo. Oltre alla compatibilità con i diversi sistemi di ricarica (CHAdeMO e CCS) l’applicazione offre sicurezza, alta affidabilità e flessibilità di utilizzo. Una soluzione modulare e scalabile mostrata nella sua architettura con l’obiettivo di una efficienza elevata e aperta a soluzioni future.

Anche Wolfspeed ha cavalcato lo stesso tipo di problematica con un intervento dal titolo “Can we get to five-minute electric car charging?” Wolfspeed, uno dei primi produttori di componenti in tecnologia SiC ha mostrato come l’uso di questa tecnologia nei sistemi di ricarica per l’auto elettrica – sia on-board che off-board – consenta di ottenere maggiore efficienza riducendo in modo significativo i volumi occupati dal sistema lasciando quindi spazio per batterie più voluminose, e quindi in grado di offrire una maggiore autonomia. L’analisi è stata svolta partendo dalla considerazione di quanta energia dovrebbe essere necessaria in una colonnina adatta ad una ‘super-carica’ (super-charging) ed analizzando passo passo le diverse architetture comparando le soluzioni tradizionali, su base silicio, e quelle offerte dall’uso della tecnologia SiC.

Sempre basandosi sulla tecnologia SiC ma più rivolti alle problematiche relative alla realizzazione del ‘gruppo motore’ (power-train) sono stati gli interventi di Rohm Semicondutor e di STMicroelectronics.

La prima, con un intervento intitolato “Trazione elettrica con SiC MOSFETs e tecniche di pilotaggio” ha analizzato a fondo tutte le problematiche che bisogna tenere in considerazione per un pilotaggio ottimale dei MOSFET SiC per arrivare poi a presentare una soluzione integrata che implementa tutti i suggerimenti visti. Più che una semplice presentazione la si potrebbe definire una white paper sull’argomento.

L’intervento di Rohm “SiC for eMobility applications” parte dall’analisi dei diversi blocchi funzionali di un’auto elettrica per poi porre l’attenzione sulla realizzazione di un inverter per il pilotaggio del motore principale. Rohm ha tratto spunto dall’esperienza diretta accumulata in una competizione tra auto elettriche in Formula E sviluppata in collaborazione con il team Venturi come partner tecnologico. La presentazione ha analizzato la realizzazione di un inverter da 220 kW . interamente in tecnologia SiC – MOSFET e diodi – comparandolo con la soluzione precedente realizzata invece con tecnologia al silicio. Il nuovo inverter che ha una capacità di 220 kW, anziché i 200 kW della soluzione precedente, ha un peso inferiore del 39% (9,1 kg contro i 15 kg della versione al Si) ed un volume del 30% più ridotto (10 dm³ contro 14,3) e soprattutto una migliore efficienza.

Dopo questa carrellata sulla tecnologia SiC non poteva mancare una disanima delle problematiche che questa nuova tecnologia pone ai progettisti che devono testare quanto sviluppato. Argomento affrontato da Tektronix nel suo intervento: “SiC: la strada per commutare kilovolts alla prova del testing”.

Il Silicio si difende

Ma anche il silicio ha mostrato la sua presenza cercando di contrastare, grazie alla lunga esperienza acquisita in anni di costante ricerca, l’avanzata delle nuove tecnologie.

Un esempio è venuto da Fuji Electric che con la sua presentazione “Reverse Conducting IGBT and new High Power Package” ha messo in evidenza come con la sua settima generazione di IGBT si siano ulteriormente migliorate le prestazioni della soluzione al silicio e come sposando questa nuova generazione con nuove soluzioni di package si possano ottenere moduli di potenza, il fiore all’occhiello del produttore giapponese, in grado di gestire maggiori potenze con una affidabilità superiore.

Su questo fronte non è mancata nemmeno Infineon che, con il suo contributo – “Miniaturizzazione del controllo motore in alta tensione” – ha mostrato come il silicio possa proporre soluzioni altamente integrate consentendo di inserire un inverter completo – controllore, pilotaggio e potenza – in un solo package consentendo di ottenere soluzioni altamente compatte.