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- ELETTRONICA OGGI 429 - LUGLIO/AGOSTO 2013
TECH-FOCUS
Converter e circuiti a basso consumo
A valle del trasduttore - una volta convertita l’e-
nergia ambientale in elettrica – occorre effettua-
re un ulteriore passaggio: quello di adattare la
tensione erogata dal trasduttore a quella richie-
sta dal carico e, se la sorgente ambientale è di
tipo discontinuo, caricare un elemento di accu-
mulo quale una batteria ricaricabile o un con-
densatore a basse perdite.
Se poi la sorgente ambientale oltre ad essere
discontinua genera picchi di energia istantanea
elevati, il circuito di conversione deve essere in
grado di sopportare picchi di tensione eleva-
ti, o sopprimendoli o sfruttandoli per la carica
dell’accumulatore. Infine, la tensione applicata al
circuito di carico – sia esso un microcontroller,
un amplificatore per sensore o un circuito per
comunicazione radio – deve essere opportuna-
mente stabilizzata.
Più di una sono le società che producono con-
vertitori utilizzabili in applicazioni di energy har-
vesting.
Fra i costruttori impegnati in questo settore, Li-
near Technology ha a catalogo alcuni conver-
titori a bassa tensione progettati proprio per le
applicazioni di EH. Ad esempio, l’LTC3108, è un
dc/dc converter di tipo step-up alimentabile a
partire da un generatore termoelettrico (Fig. 4)
in grado di fornire tensioni d’uscita selezionabili
in 4 step da 2.35 a 5V. Il chip integra un regolato-
re LDO da 2.2V a 3mA, ed è in grado di operare a
partire da soli 20mV d’ingresso, con una corren-
te a riposo di 6μA; in figura 5 è visibile il circuito
applicativo.
Un altro dispositivo analogo è l’LTC3109, un
converter auto-polarity che può operare a
partire da un segnale d’ingresso di soli ±30mV
che, utilizzando un generatore termoelettrico,
richiedono una differenza di temperatura di
solo ±1°C fra le due facce del TEG. Fra i con-
verter utilizzabili con i generatori piezoelet-
trici, vi è ad esempio l’LTC3588-1, in grado di
operare con una corrente d’ingresso in assen-
za di carico di soli 950nA (450nA in modalità
UVLO) con tensioni da 2.7 a 20V.
Fra le altre società, Texas Instruments ha a ca-
talogo alcuni dc/dc converter progettati per l’e-
nergy harvesting ad alta efficienza: ne sono un
esempio prodotti quali il TPS62736 (Fig. 6), che
evidenzia un’efficienza superiore al 90% anche a
correnti di soli 15μA e presenta un assorbimento
di corrente di soli 350nA; fra gli altri prodotti di TI
per EH sono da annoverare anche microcontrol-
&/&3(: )"37&45*/(
Fig. 9 – La “reference design board” di Silicon Laboratories
per applicazioni di EH da energia solare
Fig. 10 – Batterie ricaricabili per applicazioni embedded
della serie Thinergy di Infinite Power Solutions
Fig. 11 – Kit di valutazione a MEC/Energy Harvesting di
Infinite Power Solutions che utilizza una cella solare amor-
