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MEDICAL 7 - aprile 2015
XIV
Medical
compreso tra 2,4 e 3,1V attraverso una porta I2C), la cor-
rente è inferiore a 0,1C.
•
Modalità di carica veloce:
in questa modalità CC/CV
(corrente costante/tensione costante), la corrente è rego-
lata in funzione della corrente di carica veloce program-
mata. Il range è compreso tra 50 mA e 500 mA in passi di
25 mA.
•
Modalità Autostop:
quando è impostata questa modalità,
la carica terminerà nel momento in cui viene raggiunto il
valore di tensione costante programmato (nell’intervallo
tra 3,5 e 4,4V) e la corrente è diminuita fino al valore pro-
grammato, variabile tra 12,5 mA e 150 mA. Il funzionamen-
to del caricabatteria può essere arrestato anche utilizzando
un comando I
2
C. Attraverso un termistore, il caricabatteria
è anche in grado di monitorare la temperatura della bat-
teria. Le informazioni relative alla temperatura possono
essere utilizzate per garantire la conformità a una racco-
mandazione JEITA (Japan Electronics and Information
Technology Industries Association) che prevede che, per
ragioni di sicurezza, la tensione della terminazione e la cor-
rente di carica rapida siano modificate in funzione della
temperatura della batteria (Fig. 9).
• Selettore di potenza per aumentare la durata della bat-
teria:
la tensione fornita al sistema proviene da una porta
USB quando il valore di VB è all’interno di un intervallo
accettabile, mentre proviene dalla batteria quando VB non
è presente. Questa operazione avviene automaticamente.
• Un regolatore boost permette la connessione diretta di
stringhe di WLED e display OLED:
un convertitore boost
basato su un induttore è in grado di generare le elevate
tensioni richieste da un display OLED o una stringa di LED
bianchi (WLED) utilizzata per la retroilluminazione di un
display LCD. La tensione di uscita è regolata attraverso una
porta I
2
C nell’intervallo compreso tra 6V e 17V (in passi di
1V). Un apposito commutatore disconnette completamen-
te il carico per minimizzare il consumo di corrente.
• Assorbitore di corrente per la regolazione indipendente
della corrente della stringa di LED:
tre regolatori di cor-
rente lineari indipendenti possono essere collegati diret-
tamente alla tensione generata dal convertitore boost. In
questo modo la corrente può essere regolata fino a un va-
lore di 32,5 mA ( 25 passi di regolazione). Per la variazione
dell’intensità luminosa (dimming) è possibile utilizzare un
segnale PWM (Fig. 10).
• Una gamma completa di protezioni per la sicurezza del
sistema:
il sistema (Fig. 11) è protetto sia contro una tensio-
ne inversa (RVP) fino a -5,5V applicate a VBUS sia contro
una sovratensione (OVP) fino a 28V. Questa protezione
impedisce danneggiamenti dell’apparecchiatura quando
si cerca di utilizzare un caricabatteria contraffatto sull’in-
terfaccia USB. La tensione del sistema è regolata a 5V (e
fino a 6,6V per la tensione V
BUS
). Se la tensione VBUS
aumenta e supera queste soglie, la tensione di sistema è
scollegata automaticamente per proteggere l’apparecchia-
tura. Facendo ancora riferimento alla figura 11, è prevista
la protezione contro le scariche elettrostatiche (ESD) fino
a ±15 kV (utilizzando il modello HBM) sui pin VB, DP e
DM. Un’altra interessante caratteristica implementata è il
rilevamento di un cavo USB. Il sistema rileverà la presenza
del cavo quando la porta upstream è OFF e, quindi, quan-
do V
BUS
non è presente o quando il cavo stesso è connesso
solamente sul lato dispositivo. Per eseguire il rilevamento
si inietta una corrente di piccolo intensità quando VBUS
non è presente e si effettuano misure della capacità del
cavo e del condensatore collegato alla porta upstream. La
soglia utilizzata per il rilevamento può essere programmata
attraverso la porta I
2
C in modo da potersi adattare a diversi
layout della scheda PCB e tipologia di connettore.
In definitiva, grazie a circuiti integrati di nuova genera-
zione, è possibile garantire una gestione della potenza
efficiente per dispositivi medicali portatili ricchi di funzio-
nalità senza apportare sostanziali modifiche a livello archi-
tetturale. Oltre ai vantaggi in termini di riduzione dei costi
e degli ingombri, una soluzione integrata assicura un mag-
gior grado di affidabilità a tutto vantaggio sia dei produtto-
ri sia degli utenti finali.
Bibliografia
1 Nota applicativa di Maxim Integrated 5725: “Silicon, Security,
and the Internet of Things,” http:/
/ www.maximintegrated.com/ en/AN5725; 5716, “Hardware Security ICs Offer Large Security
Returns at a Low Cost,” http:/
/ www.maximintegrated.com/en/ AN5716; 5522, “Industrial Systems Need the Added Protection of
Security ICs,”
http://www.macimintegrated.com/en/AN5522Fig. 11 – Protezioni integrate contro ESD, inversio-
ne di tensione e sovratensione