analisi circuito royer, sembra semplice...ma...

Voglio farvi riflettere un attimo.

Se abbiamo un semiconduttore che modula la corrente che lo attraversa perchè alimentato ad una data tensione e con una impedenza di carico che cosa limita la potenza dissipata nel carico?

La corrente massima ammissibile dal semiconduttore e la potenza massima dissipabile che sono caratteristiche intrinseche di quel semiconduttore, oltre alla tensione massima ammissibile a vuoto più un certo margine di tolleranza.

Finchè il carico è resistivo tutto è chiaro. Quando il carico diventa misto, induttivo capacitivo resistivo le cose non cambiano se si tiene presente il funzionamento "complesso" del carico. Cioè, se io ho un componente attivo, diciamo un transistor che ha per carico una resistenza da 100 ohm e funziona in modo corretto ad un frequenza di 10Khz, se sostituisco questa resistenza da 100ohm con una reattanza induttiva (leggasi bobina) di 100Ohm a 10Khz le cose non cambiano. Naturalmente la tensione ai capi dell'induttanza non sarà in fase con la corrente che ci circola, mentre la tensione tra collettore ed emettitore del transistor continuerà ad essere in fase con la corrente che lo attraversa perciò la potenza dissipata nel transistor sarà reale, mentre quella nell'induttanza sarà apparente. Cioè il transistor trasforma energia elettrica in effetto joule e la bobina no.
Altrettanto possiamo dire che se riduciamo il valore dell'induttanza alla medesima frequenza otteniamo un aumento della corrente che circola sia attraverso l'induttanza sia attraverso il transistor. E le tensioni si comportano di conseguenza secondo la legge generalizzata di ohm, ma in fase tale che nel transistor la potenza dissipata è reale mentre nella bobina è apparente e quindi la bobina non si riscalda. Il limite come abbiamo detto è la capacità di sopportazione del transistor alle nostre sevizie.

Quindi, fino ad ora non appaiono evidenze di problemi di sorta. Problemi che invece cominciano a comparire quando non abbiamo sul collettore un carico puramente induttivo ma induttivo/resistivo/capacitivo, ovvero un trasformatore, o peggio un trasformatore a carico variabile e quì entriamo nei meandri di funzionamento dei trasformatori.

Un trasformatore ha una bobina primaria ed una secondaria. Il carico è collocato sul secondario. Non mi sto a dilungare sulla dimostrazione, ma se a qualcuno interessa basta che chieda. Un trasformatore con un carico resistivo sul secondario è equivalente ad un carico resistivo sul primario equivalente al carico sul secondario moltiplicato per il quadrato del rapporto di trasformazione n. Cioè, un trasformatore con 1000 spire di primario e 100 di secondario ha un rapporto n di 1000/100=10. Questo significa che una resistenza da 10 ohm connessa sul secondario equivale ad una resistenza di 10x10²=1000 ohm. Ma non basta. In parallelo a questa resistenza compare l'induttanza che presenta il primario quando il secondario è aperto ed altre cose che nel nostro caso possiamo trascurare.

Quindi, ritornando all'esempio del transistor con il carico resistivo sul collettore, possiamo dire nel caso che questo carico venga sostituito da un trasformatore questo sarà composto da un parallelo di un'induttanza ed una resistenza rapportata al carico sul secondario di n² volte. Ora, se l'induttanza è di qualche microhenry, ovvero solo qualche spira, la corrente dovuta all'induttanza attraverso il semiconduttore sarà predominante sulla componente reale dovuta alla resistenza equivalente. In termini energetici tutto si conserva, quindi tensione e corrente saranno proporzionati in modo che solo la componente reale di vxi sia convertita in calore, mentre la componente jvxi non comporterà alcuna dissipazione. Ma la "i" attraversa il semiconduttore e maggiore è questa "i" maggiore sarà la dissipazione che si avrà nel transistor fino a cuocerlo.

Allora, per quale motivo un trasformatore con dieci spire di primario ed una di secondario non va bene per tutto? In fondo, non ha lo stesso rapporto di trasformazione di un trasformatore con 10000 spire di primario e 1000 di secondario?

Forse ora potrete intuire la differenza. L'impedenza del primario a secondario aperto in un trasformatore gioca un ruolo fondamentale.

Dobbiamo aggiungere che il trasformatore usato come da schema postato da Gila, non ha un carico secondario resistivo se non nel momento in cui scocca la scintilla. Ed in quel momento viene riportato sul primario un corto circuito in serie alla resistenza ohmmica del filo del secondario.

Tutto questo discorso vi ha fatto brillare la lampadina?

Esattamente, ma per contro, in un trasformatore elevatore, il secondario deve avere molte più spire per ogni spira di primario. Questo porta ad un aumento della capacità tra spira e spira e tra strati di spire e massa e tra di loro pure.
Questa capacità ti porta ad un abbassamente della frequenza naturale di risonanza oltre la quale non puoi andare se non vuoi dover combattere con un carico capacitivo molto cattivo.
Quindi, un trasformatore è un complesso di compromessi indescrivibile tra i quali anche la resistenza del filo primario e nel caso di nuclei in ferro alla saturazione e alle perdite per isteresi. Tutto questo l'ho trascurato nella precedente esposizione, ma purtroppo sta tutto in attessa di scatenarti addosso Murphy con tutte le sue leggi.

Non è esattamente quello che ho detto nel postone ma quasi.
Se si prende un transistor, mosfet, igbt chiamiamolo dispositivo attivo, lo polarizziamo come si deve in DC, e lo pilotiamo come si deve in AC e lo alimentiamo come si deve sul collettore, drain ecc... tramite un'impedenza. Questa impedenza assume un valore diverso a seconda della frequenza con la quale il dispositivo attivo va on/off. Di conseguenza la corrente che circola nel dispositivo varia, così pure la tensione. Quando corrente e tensione sono in fase si ha potenza attiva, quando sono di 90 gradi fuori fase si ha potenza reattiva. La potenza reattiva non si trasforma in calore sottoforma di effetto joule. Le due potenze sono vettori rappresentabili tramite i numeri complessi e la potenza impegnata in un circuito può essere un vettore con sfasamento diverso da 0 e 90 gradi indicando la presenza di potenza attiva e reattiva.
Nel caso particolare in cui sul collettore/drain sia presente un circuito risonante parallelo, questo presenterà una frequenza di risonanza alla quale la componente reattiva indutiva e capacitiva si bilanciano e l'insieme si comporta come una resistenza pura. Il Q del circuito risonante determina la corrente reale in fase con la tensione e quindi anche quella che circola nell'elemento attivo. Ma, se a questo punto si inserisce un "elemento" brugolario dentro la bobina, questa cambia di valore e la frequenza di risonza cambia inesorabilmente. Cambia pure il Q del circuito che assorbirà più energia, quindi potenza reale per il tempo, e l'elemento "brugolario" si riscalderà di conseguenza. La corrente intanto continuerà a passare attraverso l'elemento attivo. A sua volta, se l'elemento attivo passerà dallo stato di conduzione a quello di interdizione si troverà, teoricamente, su due punti, uno con tensione zero, ed uno con corrente zero. In entrambi questi punti la potenza dissipatà sarà zero.
Nella realtà dei fatti, questo tipo di funzionamento introduce delle variazioni in un circuito che non è prettamente resistivo, e che si opporrà alle variazioni con correnti di chiusura attraverso il condensatore ed extratensioni di apertura dalla bobina che tenderanno a distruggere il povero elemento attivo.
Altra conseguenza, che credo già conosciate, è il tempo di ON e di OFF durante il quale, pur breve, l'elemento attivo attraversa delle zone della sua curva di conduzione/interdizione lineari e quindi con dissipazione di potenza. Tutte queste dissipazioni di potenza, extratenzioni ed extracorrenti martoriano il povero elemento attivo fino al punto di mandarlo al creatore degli elementi attivi in silicio.
Altro discorso andrebbe fatto per i dissipatori. Dove le resistenze termiche limitano il passaggio del calore tra il chip interno dell'elemento attivo ed il dissipatore esterno fino al punto di avere diverse decine di K di differenza e quindi il chip a 120°C ed il dissipatore ancora a 25° con tendenza a salire.
Insomma, in poche parole, la teoria è semplice, ma non tiene di conto della realtà che è un casino più complicata come al solito.