Realizzazione di un circuito e del relativo software di controllo in ambiente LabVIEW per la caratterizzazione di induttori in regime non lineare

In questo lavoro si è focalizzata l'attenzione su un componente abbastanza noto ma che tuttavia contiene aspetti che spesso necessitano di ulteriori approfondimenti: l'induttore. Esso è un componente che trova applicazione in diversi circuiti elettronici come ad esempio nei filtri di rete, negli alimentatori a commutazione, nelle reti di filtro in RF, o nei crossover di BF etc. In molte applicazioni legate alla conversione di energia elettrica, l'induttore lavora con correnti elevate in grado anche di far variare il valore di induttanza. Gli strumenti di misura solitamente disponibili in laboratorio sono in grado di misurare il valore dell'induttanza solo per correnti molto basse mentre per applicazioni di potenza si ha necessità di un informazione più completa.Dall'analisi dei datasheet di taluni componenti si evince che, i valori nominali di induttanza sono forniti per correnti molto basse rispetto a quella operativa. Non sempre il costruttore fornisce l'andamento della variazione dell'induttanza rispetto alla corrente e, quando questo dato è presente, a volte non trova oggettiva corrispondenza con il reale comportamento del dispositivo a causa della tolleranza dei materiali magnetici. Quanto detto giustifica l'importanza di conoscere il comportamento reale degli induttori, al fine di ottimizzare le soluzioni progettuali, specialmente in quelle applicazioni dove sono utilizzate grandi correnti, come le applicazioni di elettronica di potenza. Il lavoro di ricerca svolto in questa tesi nasce dall'esigenza di prevedere la reale forma d'onda della corrente negli induttori, in applicazioni circuiti di potenza a commutazione, che comportano una saturazione moderata dell'induttore. A tal proposito si è realizzato uno strumento virtuale, ed un apposito circuito comandato dallo stesso strumento virtuale, per poter effettuare la caratterizzazione di tali dispositivi in tempi abbastanza brevi. Il sistema sviluppato in questo lavoro si basa su un algoritmo che permette l'esecuzione automatizzata di un numero configurabile di misure di induttanza, al fine di realizzare un grafico che metta in evidenza l'andamento dell'induttanza con la corrente, e che indichi i suoi valori limite di funzionamento. L'hardware realizzato in questo lavoro è pilotato mediante un applicativo sviluppato in ambiente LabVIEW che permette l'automatizzazione della misura e che permette l'interfaccia con l'operatore.L'obiettivo di questa tesi è anche di fornire una guida che possa semplificare l'utilizzo del sistema realizzato. Nel primo capitolo si sono affrontate le tematiche riguardanti l'induttore in regime non lineare e i convertitori DC/DC, focalizzando l'interesse sull'ambito d'interesse di questo lavoro. Nel secondo capitolo si sono illustrati gli strumenti hardware e software utilizzati nel sistema mentre, nel terzo capitolo, si è descritto il principio di funzionamento dell'hardware e del software realizzati. Nel quarto capitolo sono presenti presentate, a titolo di esempio, alcune delle misure realizzate con lo strumento virtuale sviluppato, al fine di validare il suo corretto funzionamento ed evincere la ripetibilità delle misure. Infine si parlerà delle prospettive future relativi relative a tale progetto fornendo ulteriori qualche idee per proseguire lo sviluppo al fine di realizzare un vero e proprio strumento di misura da banco.