Elettronica_Oggi_447

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ANALOG/MIXED SIGNAL
28 - ELETTRONICA OGGI 447 - LUGLIO/AGOSTO 2015
BATTERY CHARGER IC
Integrati per caricabatterie
Come si può evincere dall’esempio di un circuito
di carica rappresentato in figura 1, la tensione
sviluppata attraverso la resistenza RSENSE viene
utilizzata per mantenere una corrente costante utilizza-
ta in fase di carica. La tensione è continuamente moni-
torata e l’intera operazione è sotto la supervisione di un
microcontrollore che può anche avere un convertitore
A/D on-chip. I sensori di temperatura sono utilizzati per
monitorare la temperatura della batteria e quella ambi-
entale al fine di evitare surriscaldamenti. Questo tipo
di circuito viene utilizzato principalmente in applica-
zioni a rapida ricarica, dove il tempo di carica è meno
di 3 ore. È necessario, talvolta, il monitoraggio della
temperatura per determinare con precisione lo stato
della batteria e la carica di fine. La carica lenta (tempo
di carica superiore a 12 ore) richiede una tecnologia
molto meno sofisticata e può essere realizzata con un
semplice generatore di corrente. Le caratteristiche tipiche per
la ricarica lenta sono illustrate nella figura 2. La cessazione di
carica non è critica, ma talvolta si usa un timer per porre fine alla
lenta ricarica delle batterie NiMH.
Il parametro “Trickle charge” è la carica in corrente di una cella
che può accettare continuamente senza compromettere la sua
vita di servizio. Una corrente di carica di mantenimento di si-
curezza per le batterie NiMH è tipicamente 0.03C. Ad esempio
sarebbe ideale per una batteria NiMH con C = 1A-hr, 30 mA.
La ricarica rapida di batterie (tempo di carica meno di 3 ore) ri-
chiede tecniche molto più sofisticate; la figura 3 ne riassume le
caratteristiche per i quattro tipi di batterie popolari. La parte più
difficile del processo è determinare correttamente quando inter-
rompere la carica.
Uno sguardo al mercato
Il mercato globale per dispositivi di caricabatterie dovrebbe rag-
giungere 16 miliardi di dollari entro il 2020, grazie alla crescen-
te domanda di dispositivi elettronici alimentati a batterie [Fonte:
]. L’aumento delle esigenze di una vasta
gamma di dispositivi elettronici utilizzati nei principali mercati di
destinazione, tra cui automotive, industriale, informatica, teleco-
municazioni ed elettronica di consumo, sta guidando la crescita
del mercato e di conseguenza dell’elettronica integrata. Le teleco-
municazioni rappresentano il più grande mercato degli usi finali
per caricabatterie. La crescita esplosiva della tecnologia digitale e
la necessità di condividere e acquisire rapidamente informazioni,
stanno incrementando la domanda di dispositivi informatici com-
patti. L’aumento delle vendite di smartphone, tablet, laptop e note-
book che richiedono batterie, si prevede contribuirà a un’ulterio-
re crescita del mercato. L’emergere di nuove classi di batterie con
diversi materiali darà luogo a un aumento della domanda con
nuovi meccanismi per migliorare la velocità di ricarica e garantir-
ne la sicurezza. Con i progressi tecnologici, una più ampia gamma
di caratteristiche funzionali in formati più piccoli e leggeri coin-
volgerà un flusso continuo di nuovi progetti con i circuiti di carica
efficienti e tecniche di ricarica sicure, con tecniche di protezio-
ne (p.e. sovratensione) durante la carica. Prodotti avanzati come
Maurizio Di Paolo Emilio Le batterie ricaricabili sono vitali per le
apparecchiature elettroniche portatili, come
computer e telefoni cellulari; i circuiti di ricarica
devono essere attentamente progettati e sono
fortemente dipendenti dalla particolare chimica
– lead-acid (SLA), nichel cadmio (NiCd), nichel-
metallo-idruro (NiMH) e agli ioni di litio (Li-Ion)
Fig. 1 – Esempio di schema a blocchi di un circuito di carica veloce