Seminario Power Electronics

From Waveforms to Watts: Unlocking Accurate Power Measurement in Power Electronics

Power analyzers play a significant role in accurately measuring electrical power and energy in modern electrical and electronic systems. In this seminar, we will introduce the fundamentals of power measurement, including key parameters such as voltage, current, power factor, and efficiency. We will also explore why precise power measurement is essential for optimizing performance, improving energy efficiency, and ensuring compliance with industry standards.

The differences between power analyzers and oscilloscopes will be discussed, where oscilloscopes focus on high-resolution waveform visualization while power analyzers provide accurate, standards-compliant power and energy calculations. Moreover, the importance of using both instruments side by side will be covered, showing how waveform insight from an oscilloscope complements quantitative power analysis for deeper system understanding.

Finally, a live demonstration will be conducted using the Rohde & Schwarz LMG power analyzer and a demo application to illustrate practical measurement techniques and data analysis in action.

Elettronica di potenza e oscilloscopio: l’importanza del probing

Uno degli aspetti più sottovalutati nell’utilizzo dell’oscilloscopio nella caratterizzazione di circuiti di elettronica di potenza, dove l’acquisizione accurata di forme d’onda ad alta velocità influisce su affidabilità ed efficienza, è il probing. Le recenti tecnologie, tra cui dispositivi a tensione elevata, commutazione oltre 1 MHz, topologie multi level e semiconduttori SiC o GaN, introducono nuove criticità verso i metodi tradizionali di probing.

Errati collegamenti al circuito di test, se non compensati, generano errori di fase, carico capacitivo e ringing, alterando la misura di ripple, la caratterizzazione di transitori di turn on/off e perdite di commutazione. Inoltre, la crescente densità di corrente e i layout compatti riducono l’accessibilità ai nodi critici, richiedendo probe a bassa induttanza, ampia banda e isolamento galvanico avanzato. In questa sessione verranno illustrati, tramite dimostrazioni dal vivo, differenti metodi di probing ed i relativi impatti sulla misura.

Vengono infine fornite linee guida per la scelta del probe in base a frequenza di commutazione, livello di tensione e restrizioni di layout, garantendo misurazioni precise e ripetibili in ambienti di potenza moderni. Queste indicazioni consentono agli ingegneri di ridurre i margini di errore, ottimizzare i parametri di progetto e migliorare la sicurezza operativa dei sistemi di potenza.

Transistori ad effetto di campo in SiC e GaN: vantaggi, stato dell'arte ed applicazioni

L’evoluzione del mercato dell’elettronica verso soluzioni sempre più efficienti ha imposto negli ultimi anni nuove e rilevanti sfide nella progettazione dei transistor a effetto di campo. Tra le risposte più efficaci a tali sfide spiccano le tecnologie al carburo di silicio (SiC) e al nitruro di gallio (GaN), oggi protagoniste nello sviluppo dei dispositivi di potenza ad alte prestazioni.

Il seminario prenderà avvio dall’analisi delle principali strutture dei FET di potenza e delle relative figure di merito, per poi concentrarsi in modo approfondito sulle tecnologie SiC e GaN: caratteristiche costitutive, vantaggi rispetto ai tradizionali FET in silicio — inclusi gli aspetti legati al comportamento termico — e attuale stato dell’arte. Verranno discusse sia le implicazioni progettuali sia le applicazioni più significative in cui tali dispositivi stanno giocando un ruolo chiave.

A completamento della panoramica, sarà offerto un breve sguardo ai materiali ultra wide bandgap di nuova generazione (quali AlN, diamante e Ga₂O₃), attualmente in fase di ricerca, che potrebbero in futuro ampliare ulteriormente gli orizzonti dell’elettronica di potenza.

Il tutto sarà accompagnato da esempi applicativi e progettuali tratti da contesti reali.