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POWER
SINGLE POWER MANAGEMENT
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- ELETTRONICA OGGI 447 - LUGLIO/AGOSTO 2015
te integrato. Il componente centrale di questo alimentatore è un
controller CC/CC buck/boost in modalità di corrente media, che
impiega quattro NFET esterni come elementi di commutazione,
fornendo così 265W di potenza di uscita disponibile per l’impi-
anto. Il convertitore è alimentato da una tensione di 36V–55V e
la corrente media dell’induttore è limitata a 8,3A. Il limite di cor-
rente del convertitore è programmabile mediante due resistori
di rilevazione da 6 m
Ω
(RSENSE1 e RSENSE2) inseriti in serie
con i FET di commutazione SiS862DN M1 e M2. Il convertitore
CC/CC supporta almeno 5A all’uscita nell’intero intervallo di ten-
sioni operative.
R
SHDN1
e R
SHDN2
formano un partitore al pin SHDN, che imposta
la tensione di spegnimento all’ingresso a VIN = 35V, disinseren-
do il convertitore CC/CC e le funzioni del caricabatteria quando
l’ingresso scende sotto 35V, per cui la corrente di carico totale è
disponibile ogni volta che si inserisce il circuito di alimentazione.
I FET di commutazione SiS862DN impiegati in questo circuito
hanno una QG tipica di circa 10 nC ciascuno, così che con la fre-
quenza di funzionamento impostata a 250 kHz dal resistore RT,
il prodotto QG(TOTAL) • fO a VIN = 55V rientra nelle linee guida
SOA dell’elemento passante INTVCC specificate per LTC4020.
Il circuito integrato carica una batteria piombo-acido a 24 celle
e la mantiene alla massima tensione (48V) utilizzando un anda-
mento della carica a corrente costante/tensione costante come
descritto in precedenza. La massima corrente di carica della
batteria è programmata da RCS a 5A, che è disponibile finché
non viene ottenuta la tensione flottante a massima carica di
53,75V (ossia 2,24 V/cella), che viene programmata da un par-
titore di tensione (RFB1 e RFB2) che monitora la tensione della
batteria. Il riferimento di questo partitore è attraverso il pin FBG,
che viene cortocircuitato a massa quando LTC4020 è in funzi-
one ma presenta un’impedenza elevata quando il circuito inte-
grato è disinserito, riducendo il carico parassita sulla batteria.
LTC4020 eroga preferenzialmente potenza al carico dell’impi-
anto e alle funzioni di carica della batteria – il carico dell’impi-
anto ha sempre priorità su queste – per cui la corrente di carica
della batteria viene ridotta quando necessario durante perio-
di in cui il carico è elevato. Se il carico dell’impianto dovesse
superare le possibilità del convertitore CC/CC dell’LTC4020, la
corrente della batteria si inverte e la corrente di carico viene
erogata dalla batteria per completare l’uscita del convertitore.
Quando la tensione di alimentazione VIN viene scollegata, tutte
le funzioni dell’LTC4020 cessano e la batteria applica all’uscita
la potenza necessaria. La conduzione inversa dalla batteria at-
traverso il convertitore viene bloccata dal FET di commutazione
FET M4, il partitore resistivo di monitoraggio della tensione della
batteria viene scollegato attraverso il pin FBG e la corrente totale
della batteria applicata al circuito integrato viene ridotta a meno
di 10 µA, massimizzando la durata della batteria nel caso sia
necessaria una condizione di conservazione a vuoto. LTC4020 è
una soluzione di gestione dell’alimentazione con un solo circuito
integrato per qualsiasi dispositivo ad alta potenza che richieda
batteria di riserva o funzionamento in remoto con alimentazione
da batteria. Il controller CC/CC buck/boost integrato può erog-
are potenza a una linea di alimentazione a tensione superiore,
inferiore o uguale a quella d’ingresso. Il circuito integrato si av-
vale di una topologia PowerPath intelligente, che riunisce l’us-
cita del controller in un caricabatteria impiegabile con batterie
di diverse composizioni chimiche, che include un timer incorp-
orato per il controllo del ciclo di carica e pin di stato a codifica
binaria per il monitoraggio in tempo reale del ciclo di carica. La
scelta di tre andamenti della carica selezionabili tramite pin ag-
giunge versatilità per l’impiego con la maggior parte dei tipi più
frequenti di batteria, con caratteristiche di carica ottimizzate.
n
Fig. 3 – Corrente di uscita disponibile dal convertitore (corrente di carica
dell’impianto + corrente di carica della batteria) in funzione della ten-
sione d’ingresso
Fig. 2 – Massima corrente di carica della batteria per il circuito illustrato
nella figura 1