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Power
POWER 9 - OTTOBRE 2015
L’alimentazione è fondamentale per garantire la massima qua-
lità di prestazioni ai sistemi ed eliminare i difetti che possono
propagarsi nella rete come sfasamenti, armoniche, impulsi e
sovraccarichi. In tutti i circuiti sulle schede stampate, in effetti,
ci sono condensatori che introducono degli anticipi di fase e
induttanze che introducono dei ritardi di fase e ci sono schede
che ne contengono a centinaia. Se tutto fosse progettato per
bene, le variazioni di fase della tensione e della corrente do-
vrebbero compensarsi nei circuiti ma in realtà le fluttuazioni
termiche riescono a creare accoppiamenti elettromagnetici
che sfuggono ai progettisti e generano interferenze e rumore
nella forma di picchi di tensione e corrente capaci di spostare
la fase dell’una o dell’altra. Per questomotivo si cerca di correg-
gere il fattore di potenza, ovvero l’angolo di fase fra i due vettori
della tensione e della corrente, in modo tale da annullarlo il
più possibile. I circuiti di correzione del fattore di potenza sono
fondamentali, perché spesso la potenza arriva dalla rete pubbli-
ca con la tensione e la corrente già sfasate e oltretutto piene di
irregolarità. È quindi indispensabile filtrare e regolare la poten-
za prima di usarla per rigenerare le batterie ricaricabili agli ioni
di litio che alimentano la maggior parte dei moderni prodotti
elettronici. Attorno alle batterie si trova una varietà di circuiti
di controllo che innanzi tutto le proteggono dai valori eccessivi
di tensione e corrente e poi prevengono i malfunzionamenti
evitando che i difetti si propaghino ulteriormente.
Analog Devicesintroduce un chipset che consente di regolare
la ricarica delle batterie di alimentazione per uso industriale
e automotive, con la particolarità di essere realizzato con due
circuiti integrati completamente analogici che sono il front-
end AD8450/1 e il controllore PWM ADP1972. L’approccio
analogico consente un’efficienza energetica del 90% molto
maggiore rispetto ai controllori digitali. In pratica, il primo
chip contiene un amplificatore a elevata impedenza di ingres-
so, che si occupa di misurare la corrente di scarica e di ricarica
della batteria e poi un amplificatore differenziale che misura la
sua tensione istantanea. La differenza fra i due modelli è che
entrambi gli amplificatori sono a guadagno programmabile
nell’AD8450 e a guadagno fisso nell’AD8451. L’uscita di que-
sto chip è direttamente interfacciata all’ingresso del controllo-
re PWM, con frequenza programmabile da 50 a 300 kHz, che
si comporta come un regolatore buck durante la carica delle
batterie e come un boost nella scarica quando previene i picchi
di tensione e corrente e compensa le fluttuazioni termiche, sta-
bilizzando la potenza di alimentazione. I package e la tolleran-
za termica sono Lqfp a 80 pin da -40 a +85 °C per il front-end e
Tssop a 16 pin da -40 a +125 °C per il PWM.
Lucio Pellizzari
Circuiti di alimentazione
e
caricabatterie
La qualità della potenza elettrica può influire sulle prestazioni dei sistemi e perciò occorre
regolarla e stabilizzarla per eliminare tutti i difetti che possono danneggiare le batterie
Fig. 1 – L’impostazione analogica consente un’effi-
cienza energetica del 90% al chipset Analog Devices
composto dal front-end AD8450/1 e dal regolatore
PWM ADP1972