55 / 102
COMM
WIRELESS CHARGING
55
- ELETTRONICA OGGI 464 - SETTEMBRE 2017
L’
induzione magnetica sembra conquistare
consensi in tutte le sue possibilità applicative
e oltre che fra i fornelli da cucina si sta affer-
mando nella ricarica delle batterie agli ioni di litio degli
smartphone e delle automobili elettriche. Il principio di
funzionamento è molto semplicemente dovuto alla con-
versione di una corrente elettrica in un campo magneti-
co e viceversa. Applicando una corrente alternata a un
avvolgimento piatto grande qualche centimetro, montato
su una basetta plastica simile a un tappetino per mou-
se, si produce un flusso magnetico tempovariante che
si propaga in altezza al massimo per
mezzo centimetro. Sopra ci si può
appoggiare un telefonino dove sul
coperchio inferiore è installato un se-
condo avvolgimento più piccolo che
viene attraversato da quel campo
magnetico e di conseguenza genera
a sua volta una corrente alternata
che viene raddrizzata da un ponte di
diodi, filtrata con un condensatore
ceramico e quindi convertita in cor-
rente continua utile per ricaricare le
batterie. Somiglia un po’ a un trasfor-
matore privo del nucleo comune e a quanto pare riesce
a offrire un’efficienza di conversione superiore al 90%.
Il vantaggio di ricaricare senza fili permetterebbe ai co-
struttori di proporre sul mercato smartphone e prodotti
palmari completamente sigillati, nonché evitare il fasti-
dio della connessione dei cavetti di ricarica in condizioni
di rischio come ad esempio alla guida dell’automobile.
Un’opportunità che si crea con l’eliminazione dei cavetti
è la possibilità per i locali pubblici d’installare dei tap-
petini di ricarica sui tavolini o sui banconi in modo tale
da offrire gratuitamente ai propri ospiti la ricarica delle
batterie dei loro apparecchi portatili per il tempo in cui
s’intrattengono. Non è difficile immaginare che quando
questa tecnologia scenderà a prezzi ultra convenienti
potrà essere adottata per infiniti prodotti a batteria come
radiocomandi, piccoli elettrodomestici o apparecchi me-
dicali. L’unica precauzione da prendere nel caso non sia
possibile impedire che qualcuno appoggi la mano sopra
all’avvolgimento trasmettitore è l’uso di una frequenza
dell’ordine delle centinaia di kHz, sufficientemente bassa
per essere assolutamente innocua.
D’altro canto, sono stati fatti molti passi avanti nel trasferi-
mento dell’energia magnetica anche fra gli avvolgimenti
con potenza più elevata e ciò sta rendendo conveniente
la ricarica senza fili delle batterie delle autovetture elet-
triche. Attualmente la tecnologia di ricarica induttiva è già
a uno stadio piuttosto avanzato per le potenze attorno al
centinaio di Watt ma la semplicità del processo di conver-
sione energetica consente di andare
ben oltre il kW e ricaricare le batterie
di autobus e tram. In tal caso si parla
di accoppiamento induttivo risonan-
te perché si aggiungono due circuiti
risonanti capacitivi ad entrambi i lati
allo scopo di aumentare l’accoppia-
mento fra i due avvolgimenti e pari-
menti l’energia che viene trasferita,
a patto però di alzare la frequenza
nell’ordine delle decine di MHz e la
distanza raggiunta dal campo magne-
tico persino a un metro. Consideran-
do la potenza, la frequenza e la distanza si capisce che
questa tecnologia non va bene per gli smartphone ma è
senza dubbio più adatta per le batterie dei veicoli elettrici
o dei droni. Le due organizzazioni che se ne occupano
sono il Wireless Power Consortium che promuove lo stan-
dard Qi maggiormente votato alle applicazioni consumer
e la AirFuel Alliance che si è formata dall’unione delle
precedenti Alliance for Wireless Power (AW4P) e Power
Matters Alliance (PMA) e ora promuove lo standard Re-
zence rivolto alle soluzioni a più elevate prestazioni con
potenza fino a 50W trasferita a una distanza di 5 cm. Lo
standard Qi non fa altro che prescrivere un semplice pro-
tocollo che il modulo di trasmissione sul tappetino e il
modulo di ricezione sul terminale mobile devono rispet-
tare scambiandosi dei messaggi per dare avvio al tra-
sferimento d’energia e per interromperlo alla fine della
ricarica. Sono messaggi di 27 Byte più l’intestazione e il
Ricaricare in modalità wireless
Lucio Pellizzari
La tecnologia induttiva può far sparire per sempre i
cavetti di ricarica degli smartphone e il suo elevato
rendimento ne permette l’impiego anche per ricaricare
senza cavi le grandi batterie dei veicoli elettrici
Fig. 1 – Primove ha già messo in funzione
alcune linee di bus con batterie a ricarica
induttiva che si approvvigionano di energia
nelle soste ai capolinea