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- ELETTRONICA OGGI 436 - MAGGIO 2014
POWER
WIRELESS
versatilità posizionale) reso possibile dalla legge dell’indu-
zione di Faraday. Frequenze e tensioni più elevate sulle bo-
bine di emissione permettono l’utilizzo di bobine di ricezione
più piccole e più sottili, facilitando l’adattamento meccanico
nei dispositivi mobili. Altro vantaggio di una frequenza di
lavoro più alta è un minor sviluppo di calore negli oggetti
metallici estranei vicini alla base di trasmissione, grazie alle
minori correnti superficiali parassite. Ciò significa ridurre la
tendenza dei metalli parassiti presenti nel dispositivo in ca-
rica (come la batteria) ad accumulare calore. Lo standard
A4WP utilizza i segnali bidirezionali definito dallo stanrdard
BLE (Bluetooth Low Energy) fuori-banda per comunicare e
regolare la potenza del dispositivo (o dei dispositivi) in cari-
ca. Al contrario, Qi e PMA utilizzano un metodo di comunica-
zione unidirezionale in banda per la modulazione del carico,
rinviando i dati di regolazione della potenza al trasmettitore.
Il metodo Qi è semplice ed economico, ma può gestire un
solo ricevitore, è limitato a basse velocità di comunicazione
e può essere soggetto a interferenze elettromagnetiche ge-
nerate dal sistema.
La risonanza magnetica presenta delle problematiche di rea-
lizzazione che attualmente si stanno affrontando per ottimiz-
zare i prodotti alle esigenze mercato di massa. Il ricevitore
a risonanza magnetica utilizza un circuito risonante LC con
elevato fattore di merito (Q), che funziona direttamente alla
frequenza di risonanza. Il problema è mantenere tale circuito
sintonizzato su una frequenza di risonanza fissa nonostante
le variazioni di temperatura e di tensione. Se la frequenza
si discosta dal valore stabilito, l’efficienza diminuisce. I si-
stemi per la trasmissione di energia a induzione magnetica
sono più semplici da realizzare perché funzionano sempre
al di sopra della frequenza di risonanza e pertanto non ri-
chiedono un circuito ad alto Q o componenti passivi precisi.
Tuttavia, nei sistemi a risonanza magnetica, il maggior costo
dei componenti con tolleranza inferiore utilizzati nel circuito
ad alto Q sono compensati dal minor costo della bobina. La
bobina di ricezione a risonanza magnetica non schermata è
inoltre più piccola e utilizza un conduttore più sottile rispetto
alla bobina per l’induzione magnetica, pertanto il costo do-
vrebbe essere inferiore per questo componente critico.
La radiazione elettromagnetica generata da un sistema di ali-
mentazione wireless può essere motivo di preoccupazione
per il consumatore finale, ma una discussione esauriente su
questo argomento esula dallo scopo del presente articolo.
Dal punto di vista meccanico, l’induzione magnetica si ottie-
ne con un sistema strettamente accoppiato,
ossia le bobine di trasmissione e di ricezione
sono posizionate direttamente una sull’altra
e permettono la trasmissione della potenza
per induzione magnetica: è questa architet-
tura che permette di disporre la schermatura
in ferrite direttamente al di sopra e al di sotto
delle bobine (Fig. 2).
Questi schermi in ferrite forniscono un dop-
pio contributo: in primo luogo, migliorano il
flusso circolare delle linee del campo ma-
gnetico mantenendole più vicine alle bobine
per un migliore accoppiamento; inoltre, gli
schermi riducono la quantità di radiazione
elettromagnetica emessa dal sistema. La ri-
sonanza magnetica si ottiene con un sistema
ad accoppiamento lasco, ossia il ricevitore
può anche trovarsi a qualche decimetro di
distanza dal trasmettitore (Fig. 3) e pertanto
gli schermi in ferrite non forniscono gli stessi vantaggi che
si hanno nei sistemi a induzione magnetica. Mantenere i li-
velli di radiazione sufficientemente all’interno della fascia di
sicurezza fa parte dei progressi tecnologici che rendono l’a-
limentazione wireless utilizzabile nel settore delle apparec-
chiature di largo consumo.
Due standard concorrenti per l’induzione magnetica
A breve termine, un potenziale problema che potrebbe osta-
colare un’efficace diffusione delle basi pubbliche di ricarica
wireless su tavolini, piani di lavoro e altre superfici in luo-
ghi come aeroporti, caffetterie e locali di intrattenimento è
l’esistenza di due standard a induzione magnetica concor-
renti: Qi e PMA. I due standard sono entrambi disponibili e
offrono entrambi prestazioni affidabili, pertanto una stazione
pubblica di ricarica wireless potrebbe utilizzare indifferen-
temente una delle due tecnologie. In teoria, ciò potrebbe im-
Fig. 3 – La ricarica a risonanza magnetica elimina i cavi e offre libertà di movimento
