LIGHTING 4 - gennaio/febbraio 2014
VI
Lighting
propria come il mezzo preferito (e a volte l’unico) per
scattare le fotografie.
Questi utenti attribuiscono una grande importanza alla
qualità delle immagini che il loro telefono cellulare è
in grado di catturare, anche in condizioni di scarsa il-
luminazione.
Ciò ha spinto i costruttori ad aumentare notevolmente
la risoluzione del sensore ottico. Il Nokia Lumia 1020
(lanciato a metà 2013), ad esempio, dispone di un sen-
sore ottico da 41 Mpixel.
In condizioni di scarsa illuminazione e senza l’aiuto del
flash, tuttavia, il livello di dettaglio raggiunto presenta
dei limiti, anche in presenza di sensori ad altissima riso-
luzione. Sin dal primo momento in cui
le fotocamere sono state integrate nei
telefoni cellulari, i costruttori hanno
cercato di migliorare l’illuminazione
emessa dai loro flash a LED. Nel cor-
so degli anni, la corrente di pilotaggio
erogata ai flash a LED è notevolmente
aumentata dai deboli 100 mA delle pri-
me applicazioni.
Tuttavia, attualmente l’alimentazione
dei LED, anche nei migliori smartpho-
ne con fotocamera, non supera i 2,5A
(picco), a causa delle limitazioni pre-
senti nei sistemi per inviare l’energia
dalla batteria ai LED.
I produttori di telefoni e fotocamere
sono quindi da tempo in cerca di una
tecnologia che possa consentire ai
LED di avere un’emissione luminosa
istantanea la cui intensità si possa avvi-
cinare a quella offerta da una lampadi-
na allo xeno.
Questa innovazione è finalmente dive-
nuta realtà: si tratta del primo chip do-
tato di un doppio convertitore DC-DC,
che opera da due ingressi con tensioni diverse e resti-
tuisce una singola tensione in uscita regolata per un
flash a LED.
Questo nuovo circuito consente l’utilizzo di un super-
condensatore come fonte di alimentazione ausiliaria in
combinazione con la batteria del dispositivo, producen-
do energia sufficiente per pilotare i LED doppi ed emet-
tere una luce intensa.
Questo articolo illustra le ragioni per cui tale soluzione è
ideale per i vincoli di spazio dei telefoni cellulari e delle
fotocamere digitali del segmento consumer, spiegando
inoltre come questa tecnologia si possa implementare in
un sistema di pilotaggio dei flash a LED.
Sprechi di energia nei supercondensatori
Una batteria è intrinsecamente una fonte non ideale
per gli impulsi a corrente elevata: un impulso è ne-
cessario per produrre un flash luminoso, che si tratti
di un LED o di una lampadina allo xeno. Nei telefoni
cellulari, inoltre, vi è un limite fisico alla corrente no-
minale della batteria. Le batterie dei telefoni cellulari
sono progettate per erogare la corrente di picco assor-
bita dall’amplificatore di potenza RF (AP). In modalità
GSM - uno standard datato, ma comunque supportato
dalla maggior parte dei nuovi telefoni - l’AP può assor-
bire fino a 3A dalla batteria. Pertanto, le batterie odier-
ne sono classificate per una corrente di picco di 3A,
ma il circuito di protezione interno impedisce loro di
erogare correnti più elevate.
Questo limite di 3A della batteria è sufficiente per ero-
gare fino a 2,5A verso un flash a LED (poiché la tensio-
ne diretta del LED è in genere superiore alla tensione
della batteria, è necessario un convertitore step-up).
Ciò significa che per correnti superiori a 2,5A verso il
flash a LED, la sola batteria non è sufficiente (i pro-
grammi di sviluppo dei costruttori di telefoni e foto-
camere sono orientati a supportare correnti fino a 8A
per i LED).
Pertanto, i dispositivi che devono essere progettati te-
nendo conto dei limiti di spazio, come i telefoni cellula-
ri e le fotocamere consumer, attualmente sfruttano una
Supercap Voltage Tensione Supercondensatore
Time
Tempo
VF LED
Tensione diretta dei LED
Fig. 2 - Poiché la tensione in
uscita dal supercondensa-
tore scende al di sotto della
tensione diretta dei LED del
flash durante la fase di sca-
ricamento, la durata effettiva
del flash è ridotta
