Pcim, una potenza di successo

POWER ELECTRONICS –

Un bilancio più che positivo per l’edizione 2008 di PCIM; 6.500 visitatori hanno attraversato gli 11.000 metri quadri di esposizione occupati da 308 espositori, mentre in 600 hanno partecipato alle conferenze organizzate durante l’evento a fine maggio a Norimberga.

I numeri parlano chiaro, e quelli che vengono forniti come consuntivo di PCIM Europe 2008, l'esposizione e conferenza internazionale che si è svolta dal 27 al 29 maggio 2008 a Norimberga, sono molto significativi e confortanti. Sono stati infatti 308 le aziende espositrici (252 gli espositori e 56 le case rappresentate), 10.600 i metri quadri di area espositiva, 6.493 i visitatori provenienti da 47 Paesi, 592 i partecipanti alle conferenze, 125 le relazioni presentate e 10 i tutorial. Per cogliere il reale esito di una manifestazione come il PCIM, che si svolge ormai da ventinove anni ed è riconosciuta come il più importante evento del mondo nel suo settore merceologico, occorre però visitare l'esposizione e, almeno per i tecnici, prendere parte alle conferenze. Nonostante un'atmosfera positiva, il clima che si respirava questo anno tra gli espositori si sarebbe potuto definire di preoccupata speranza. L'andamento del mercato mondiale è tale che ogni settore industriale ne risente in maniera più o meno pesante e le aziende del settore elettronico non fanno eccezione; l'elettronica consumer, ma anche quella automotive, subiscono le conseguenze della riduzione delle risorse delle classi medie nei paesi industrializzati; la minore produzione probabilmente non è sufficientemente controbilanciata dalla possibile espansione nei Paesi in forte sviluppo come la Cina. L'elettronica di potenza è ovviamente più legata al settore industriale, ove gli effetti negativi potrebbero risentirsi con tempi di risposta più lunghi e, forse, mitigati da sviluppi in nuovi settori come quelli nel settore energetico e nelle energie alternative.

Protagonisti i semiconduttori di potenza

L'elettronica di potenza, come del resto altre discipline, produce, salvo rari casi, oggetti destinati non a un immediato utilizzo finale (come invece può essere un telefono cellulare) ma all'impiego all'interno di un altro componente e così via, come nella ben nota matrioska russa, che racchiude tante matrioske una dentro l'altra. Nell'elettronica di potenza il componente più specifico e più interno ad ogni successivo prodotto è sicuramente il dispositivo semiconduttore di potenza e i relativi moduli; al PCIM 2008 gli stand più grandi e sontuosi, più affollati e con le ultime novità sono quelli dei fabbricanti di questi componenti. La svizzera ABB Semiconductors, ad esempio, ha presentato quest'anno, oltre ai ben noti moduli Igbt con VCES fino a 6500 V con IC = 600 A oppure VCES 3300 V con IC = 1500 A, la famiglia 5SHY di Igct asimmetrici (Integrated Gate-Commutated Thyristor) con trigger ottici di ingresso e di controllo di stato, che utilizza nuove soluzioni brevettate sia con l'impiego della tecnologia free-floating silicon, sia impiegando una low-inductance housing tecnology; di questa serie sono anche da segnalare le perdite in conduzione estremamente basse e l'ottimizzazione per turn-off senza snubber. Come esempio riportiamo alcune caratteristiche del 5SHY 42L6500, un componente di questa famiglia: VDRM = 6500 V, VDC= 4000 V, ITGQM= 4200 A, ITAVM = 1280 A (TC=85°C), ITSM=40kA (3ms). Per sintetizzare in poche parole la peculiarità di questo dispositivo si può dire che esso è uno switch a controllo di gate nel turn-off come un transistore, ma conduce come un tiristore con perdite di conduzione molto basse.
Un leader storico nel campo dei semiconduttori di potenza, International Rectifier, ha presentato quest'anno due nuove famiglie di Gate Driver per applicazioni in alta tensione da utilizzare in applicazioni di comando e controllo di motori, con ponti di potenza sia a Igbt che a Mosfet. Come ha spiegato Cesare Bocchiola, Application Managerdella società, le caratteristiche principali del prodotto sono la robustezza (capacità di operare con grandi transienti negativi), il consumo di potenza estremamente ridotto, i tempi di commutazione accuratamente controllati; per specifiche applicazioni (lavatrici, condizionatori d'aria, motori a magnete permanente per elettrodomestici) sono inoltre implementate altre funzioni.

Un ruolo di rilievo anche per i passivi

Anche nel campo dei componenti passivi si possono trovare novità. Si sente già da qualche anno parlare degli Ultracapacitor (anche Supercapacitor), la cui produzione su scala industriale è ormai una realtà. Maxwell Tecnologies, che ha sede in California e centri di produzione anche in Svizzera e in Cina, produce una serie di condensatori di questo tipo, commercialmente denominati Boostcap. Come è noto, questa tecnologia permette di ottenere capacità molto elevate, dell'ordine delle decine di Farad, ma con tensioni di esercizio molto basse, dell'ordine dei volt. Perciò per ottenere tensioni di esercizio maggiori è necessario montare dei moduli con molte unità elementari in serie.
Maxwell produce moduli con tensioni di 15 V, 16 V, 48 V, 125 V e 390 V. Come ha spiegato Vincenzo Musolino, Field Application Engineer della milanese Dimac-Red, che rappresenta Maxwell in Italia, gli ultracondensatori possono essere caricati e scaricati anche un milione di volte e il loro impiego si sta diffondendo in applicazioni che esigono una rapida scarica, per esempio turbine eoliche, per il veloce orientamento delle pale, nelle fotocamere digitali, nelle applicazioni delle fuel-cell. I componenti passivi sono attualmente oggetto di grande attenzione sia dal punto di vista commerciale (nell'esposizione era evidente l'aumento delle aziende operanti in questo settore) sia da quello tecnico e scientifico.
In occasione della conferenza di PCIM 2008 ha avuto luogo anche una tavola rotonda, organizzata dall'ECPE (European Center for Power Electronics) intitolata "Passive Power in Electronics", con relatori accademici e industriali di alto livello, che hanno discusso le tendenze attuali e i nuovi sviluppi, basati sulla nascita di nuovi materiali e tecnologie, come concetti innovativi sulla gestione termica. Per comprendere le motivazioni di questo rinnovato interesse per i componenti passivi, il visitatore delle fiera poteva dare uno sguardo per esempio a gruppi di conversione completi, venduti come sotto-assiemi, nei quali il volume totale è all'incirca occupato per il 70% da componenti passivi (dissipatori, condensatori, ecc.) e il 30% da componenti attivi (Igbt, diodi, moduli, ecc). Sempre nel campo dei componenti passivi la keynote del 27 maggio, tenuta da Jacques Laeuffer, della francese Supèlec, aveva come titolo "Higher frequencies power transformer design" ed è stata seguita con grande attenzione da un numeroso uditorio. Anche in altre relazioni come ad esempio in quella di Ugo Barucca della Aavid Thermalloy, il ruolo dei componenti passivi ha avuto una posizione di rilievo.

Il futuro nelle energie rinnovabili

Tra le varie sessioni diverse hanno toccato argomenti legati alle energie rinnovabili, Tra queste va segnalata quella dedicata a Energy Systems, con relazioni di Peter Zacharias della tedesca Iset, su particolari aspetti degli impianti fotovoltaici e quella di Philippe Barrade della svizzera Laboratoire d'Electronique Industrielle, rivolta all'impiego di supercondensatori in applicazioni su gruppi statici di continuità. Ancora sul tema delle energie rinnovabili Lorand Szabo, della rumena Cluj University of Technology, ha presentato uno studio per l'utilizzazione dell'energia delle onde marine, che utilizza un generatore elettrico con elemento mobile a moto alternativo anziché rotativo; è da notare che finora l'energia derivabile da movimenti marini è stata utilizzata sfruttando le maree, con generatori convenzionali associati a turbine idrauliche. Il sistema Szabo non risolverà il problema energetico mondiale, ma è un bell'esempio dell'interesse che le energie rinnovabili esercitano sui ricercatori.

Appuntamento al 2009

Ultima nota, ma non per questo meno importante, la consegna dei premi "Young Engineer Award", del valore di 1000 euro ciascuno, a tre giovani ricercatori, le cui relazioni sono state scelte da una giuria internazionale.
Non possiamo chiudere queste note senza ricordare che PCIM Europe 2009 avrà luogo dal 12 al 14 maggio 2009, quindi con un certo anticipo rispetto alla tradizionale data, ma sempre nella splendida cornice di Norimberga.

I numeri di PCIM 2008

  • Espositori 308
  • di cui direttamente presenti 252
  • di cui rappresentati 56
  • di cui internazionali 176 (57%)
  • provenienti da 26 Paesi
  • Area espositiva 10,600 mq
  • Visitatori 6,493
  • di cui internazionali 34%
  • provenienti da 47 Paesi
  • Partecipanti alle conferenze 592
  • di cui internazionali 60%
  • provenienti da 36 Paesi
  • Conferenze 125 relazioni
  • 10 tutorial


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