A substituição dos motores de combustão por equipamentos elétricos representa uma grande oportunidade para a eletrónica de potência, mas também um desafio. O maior deles é provavelmente a procura de maior eficiência, impulsionada por razões económicas e ambientais. Do ponto de vista da tecnologia implementada nos dispositivos eletrónicos de potência, os materiais capazes de proporcionar este aumento de eficiência, como o carboneto de silício (SiC) e o nitreto de gálio (GaN), estão a desempenhar um papel cada vez mais importante, ideais para uma comutação rápida e de baixo consumo energético. Os inversores solares, como os que incorporam componentes de SiC, e os carregadores de baterias baseados em circuitos de GaN são dois exemplos.

Elevada potência por centímetro cúbico

Outro fator crucial para a eletrificação é a densidade de potência, dado que o espaço disponível é limitado em muitas aplicações. Considere-se, por exemplo, os inúmeros dispositivos portáteis alimentados por pequenas baterias ou os veículos eléctricos, que dedicam a maior parte do seu espaço ao habitáculo e cujas baterias não podem ser demasiado grandes nem demasiado pesadas. Demonstrou-se que uma frequência de comutação mais elevada na conversão de energia elétrica (seja CC/CA, CC/CC, CA/CC ou CA/CA) permite sistemas de energia mais pequenos, mas isso acarreta o risco de gerar perdas significativas e, consequentemente, calor. 

Isto leva-nos de volta à eficiência, bem como à adoção de soluções inovadoras relacionadas com topologias de circuitos e encapsulamento capazes de fornecer a energia necessária de forma fiável, segura e durante o maior tempo possível. Além disso, estas soluções não devem gerar ruído ou interferência eletromagnética que possa afetar outros dispositivos próximos, devendo, por isso, cumprir regulamentos rigorosos que exijam a instalação de filtros EMI/RFI, se necessário.

Uma topologia bem conhecida para reduzir as perdas de comutação e distorção é a modulação por largura de pulso (PWM), e especificamente uma versão avançada chamada modulação por largura de pulso vetorial espacial (SVPWM), que contribui para o aumento da eficiência e a melhoria da qualidade da forma de onda. Esta topologia é utilizada pela Salicru nos seus inversores solares EQUINOX. Os componentes de SiC anteriormente referidos são também utilizados nos variadores da Salicru.

Um último aspeto notável nesta visão geral das tendências da eletrónica de potência é a sua crescente integração com o ambiente digital, especificamente com a Internet das Coisas (IoT). O rápido crescimento do número de dispositivos ligados à IoT chegou ao setor da eletrónica de potência através da comunicação de equipamentos baseada na cloud, facilitando e melhorando a monitorização. Este fator, particularmente relevante do ponto de vista da segurança quando se lida com tensões, correntes e níveis de potência elevados, é exemplificado pelas soluções Nimbus da Salicru, utilizadas, por exemplo, em sistemas UPS (fonte de alimentação ininterrupta) para gestão remota, alertas de avarias, monitorização da integridade dos equipamentos e manutenção preventiva. A eletrónica de potência desempenha um papel que vai muito além do simples fornecimento de energia CC ou CA: este fornecimento deve ser fiável, eficiente, económico e seguro. Tudo isto exige que as empresas do setor implementem as tecnologias mais avançadas para proteger e aumentar a sua competitividade.

Artigo disponibilizado pela SALICRU