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- ELETTRONICA OGGI 429 - LUGLIO/AGOSTO 2013
TECH-FOCUS
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consumo (0.1μA a 1.8V in
sleep mode) che integra un
A/D converter ed un tran-
sceiver a 240-960 MHz.
Immagazzinare l’energia
A indispensabile completa-
mento dei sistemi di energy-
harvesting, fondamentale è
la funzione svolta dagli ele-
menti di immagazzinamento
dell’energia, che può essere
accumulata da batterie rica-
ricabili, dai super-conden-
satori o dalle recentissime
batterie a film sottile o TFB
(Thin-Film Batteries). Ne
sono un esempio le batterie
ricaricabili per applicazioni embedded della se-
rie Thinergy MEC (Micro-Energy Cell) di Infinite
Power Solutions (IPS), che vengono prodotte in
package ultra sottili (in Fig. 10 è visibile un ele-
mento da 4V e 1mAh). Il brevetto depositato da
IPS riguarda elemento accumulatori flessibili er-
metici con incapsulamento a film metallico, ga-
rantite per 100 mila cicli e ideali per applicazio-
ni quali “powered cards”, dispositivi RFID/RTLS,
dispositivi medici, Real-time clock, backup nei
moduli di memoria e alimentazione di sensori wi-
reless, compresi i dispositivi Bluetoot Smart. IPS
propone inoltre il kit di valutazione a MEC/Ener-
gy Harvesting IPS-EVAL-EH-01 (Fig. 11) che inte-
gra una MEC IPS da 0.7mAh, un PMIC di Maxim
ed una cella solare amorfa di Sanyo/Amorton.
Altre soluzioni sono in via di sviluppo: ad esem-
pio Cymbet Corp. produce batterie ricaricabili
a stato solido a film sottile per EH disponibili in
package per montaggio superficiale QFN o DFN,
una soluzione a basso profilo non ottenibile con
soluzioni tradizionali quali le batterie al litio a
bottone o i super-condensatori.
La SSB (Solid-state Smart Battery) EnerChip di
Cymbet, infatti, risulta ideale per essere utilizzata
come batteria di backup di tipo embedded, ed
occupa un volume di soli 0.073 centimetri cubi
contro 1.04 centimetri cubi di una cella al litio a
bottone. Grazie alla possibilità di essere saldata
direttamente con tecniche di reflow, è utilizzabile
su entrambe le facce di un circuito stampato, e
può essere collocata direttamente all’interno di
moduli multichip MCM o di dispositivi SoC, ed
è disponibile con capacità di 12μAh e di 50μAh
con una tensione di 3.8V.
Non solo, ma Cymbet ha a catalogo una famiglia
di EnerChip CC (Fig. 12) che integrano diretta-
mente al loro interno la batterie a film sottile da
12μAh supportate da circuiti di power-manage-
ment deputati al controllo di carica, alla protezio-
ne della batteria, al monitoraggio della tempera-
tura e al controllo della tensione di switchover,
il tutto con un assorbimento di 3.5μA a 3.3V. In
figura 13 è visibile un kit di valutazione a energia
solare che utilizza due EnerChip di Cymbet abbi-
nato ad un kit di Texas Instruments basato sul-
l’MSP430. Accanto a questi dispositivi, Cymbet
dispone dell’Energy Processor CBC915 per EH in
grado di interfacciarsi con tutti i tipi di trasdutto-
ri per la cattura dell’energia ambientale, che eli-
mina i problemi di adattamento fra l’impedenza
del trasduttore e quella del carico.
Il chip implementa opportuni algoritmi di power-
tracking dei picchi di energia atti a garantire il
massimo dell’efficienza di conversione, e dispo-
ne di un’interfaccia seriale verso il microcontrol-
ler di sistema per indicare i livelli di energia in
ingresso e accumulata, oltre ad integrare tutte
le funzioni prima viste per gli EnerChip CC. In
figura 14 un development-kit che utilizza – ac-
canto all’MPS430 di TI – gli EnerChip di storage
e l’Energy Processor CBC915 di Cymbet, con la
possibilità di ricavare energia da qualunque tipo
di trasduttore.
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Fig. 14 – Development-kit che utilizza – accanto all’MPS430 di TI – gli EnerChip di
storage e l’Energy Processor CBC915 di Cymbet, con la possibilità di ricavare energia da
qualunque tipo di trasduttore
