(la videolezione) E' il cuore pulsante di molte delle tecnologie che guidano il mondo moderno: dai veicoli elettrici ai pannelli solari, dalle reti intelligenti agli alimentatori industriali. Ma cos'è esattamente?
L’elettronica di potenza si occupa della conversione, del controllo e della distribuzione efficiente dell’energia elettrica. Invece di gestire segnali a bassa potenza, come fa l’elettronica tradizionale, qui si parla di quantità significative di energia che devono essere manipolate con precisione per garantire performance e sicurezza.
Il requisito fondamentale di un sistema elettronico di potenza è di operare a rendimento energetico molto elevato. Ciò è legato sia all'efficienza energetica sia al fatto che la potenza dissipata deve essere smaltita tramite idonei sistemi di raffreddamento, che risultano di norma ingombranti e costosi e influenzano pertanto l’economicità e la compattezza dell’apparecchiatura. Al fine di contenere le perdite energetiche tutti i dispositivi elettronici presenti nel circuito sono utilizzati come interruttori (modalità switching), in modo da limitarne la dissipazione di potenza, anche nel funzionamento ad alta frequenza.
Un esempio emblematico è l’inverter, dispositivo che trasforma la corrente continua in alternata: è essenziale per il funzionamento degli impianti fotovoltaici e per alimentare motori elettrici ac in modo controllato. Allo stesso modo, i convertitori DC/DC permettono di adattare i livelli di tensione tra diverse parti di un sistema, ottimizzando consumi e prestazioni.
Il progresso in questo campo è alimentato da materiali semiconduttori avanzati come il carburo di silicio (SiC) e il nitruro di gallio (GaN), capaci di gestire tensioni più elevate, frequenze più alte e temperature maggiori rispetto ai tradizionali dispositivi al silicio. Questo significa sistemi più compatti, più efficienti e con minore dissipazione di calore.
La nascita dell’elettronica di potenza viene fatta risalire all’invenzione dell’SCR (Silicon controlled rectifier) nel 1956. Da allora il settore è in rapida e continua evoluzione grazie allo sviluppo di dispositivi e tecniche in grado di soddisfare economicamente ed efficientemente ogni esigenza di mercato, sia in termini di potenza controllabile sia di velocità di attuazione, nel rispetto di obblighi normativi sempre più rigorosi e complessi.
E la cosa affascinante? L’elettronica di potenza è anche protagonista nella transizione ecologica: ottimizza l’efficienza energetica, riduce le perdite e rende possibile un uso più sostenibile dell’elettricità.
In sintesi, dietro ogni innovazione che richiede energia c’è un sistema di elettronica di potenza che lavora, e il bello è che il futuro promette tecnologie ancora più intelligenti e integrate.
