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POWER SOLID STATE RF ENERGY 31 - ELETTRONICA OGGI 472 - SETTEMBRE 2018 - Cottura a microonde a stato solido I classici forni a microonde, basati su magnetron, non posso regolare l’energia che viene riflessa dal cibo nella cavità durante la cottura. Tipicamente contengo- no un piatto girevole alla base della cavità, in modo da mediare la distribuzione di calore su tutto il volume del cibo riscaldato. Questo trasferimento impreciso di energia spesso produce cotture eccessive, punti surriscaldati, che abbassano il valore nutrizionale del cibo, e punti freddi che hanno un impatto negativo sul palato. Grazie all’impiego di amplificatori di potenza a stato solido e antenne con controllo ad anello chiuso tra amplificatori e sintetizzatori RF per regolare l’assor- bimento e la radiazione, è possibile dirigere l’energia con maggiore precisione, esattamente dove è richiesta per assicurare un controllo ottimale della temperatura. Invece che basarsi su sensori di umidità che misurano l’umidita nella cavità del forno (una misura indiretta che qualche volta viene implementata nei forni mo- derni), il forno a microonde a stato solido misura le proprietà stesse del cibo che sta cuocendo, adattan- do di conseguenza il sistema a variazioni di carico o di stato del cibo. Ciò facilita la ritenzione dei nutrienti, dell’idratazione e dei sapori del cibo. L’adozione dei forni a microonde a stato solido inizie- rà in ambito industriale e commerciale, dove il valore aggiunto offerto da questi sistemi giustificherà ampia- mente il modesto incremento di costo. I clienti otter- ranno notevoli vantaggi in termini di affidabilità del sistema, velocità di trattamento del cibo e produttivi- tà. Successivamente, questa tecnologia migrerà verso le cucine domestiche, portando il proprio valore ad evolvere da semplice meccanismo di riscaldamento a dispositivo capace di cucinare un pasto completo in modo più sano ed economico, con un’efficienza impa- reggiabile. - Illuminazione al plasma a stato solido L’illuminazione al plasma (LEP) si trova su una traiet- toria di sostituzione dei LED e delle lampade a scarica in applicazioni nelle quali essa supera le alternative tradizionali, avendo superato le problematiche di affi- dabilità e vita utile accennate prima. Tipicamente que- ste sono applicazioni in cui uno spettro di alta qualità è richiesto insieme ad un elevato flusso luminoso da una piccola area. Uno dei principali vantaggi dell’illuminazione al pla- sma rispetto ai suoi predecessori è l’abilità di emette- re tanta luce da una sorgente molto compatta. Infatti, la densità di lumen prodotti è estremamente alta: ad esempio una lampada delle dimensioni di un dito pro- duce 10.000 lumen. Un LED ad alta densità di pari lu- minosità richiederebbe un’area di circa 50 cm 2 . Di conseguenza, l’illuminazione al plasma si adatta bene ad ambienti che richiedono luce intensa e di qualità superiore rispetto a quanto offerto da lampa- de alogene, a scarica o a LED, a parità di area. Le applicazioni di riferimento spaziano dai fanali dei veicoli, alle sale operatorie degli ospedali, ai labora- tori medici ed ai dispositivi medici come endoscopi e microscopi, fino a l’illuminazione di ambienti mol- to vasti come parcheggi, magazzini, stadi, aeroporti e porti. Un’applicazione in cui l’illuminazione al plasma ha già segnato una svolta è l’orticultura. Infatti, gli ambienti di cultura per mezzo di luce artificiale, sia grandi sia piccoli, beneficiano della particolare capacità di lam- pade al plasma di emettere uno spettro continuo, simi- le a quello solare, che include anche raggi ultravioletti A e B, senza la necessità di fosfori per la conversione secondaria come nel caso dei LED. - Applicazioni medicali Gli attuali dispositivi medicali oggi alimentati a RF sono progettati per scaldare cellule e tessuti per trat- tamenti termici come l’ablazione di tumori e la steri- lizzazione di batteri, a minima invasività. A livello del semiconduttore, i dispositivi che lavorano ad alte fre- quenze (lunghezze d’onda più corte) aumentano la precisione e il controllo del campo di energia a radio- frequenza per migliorare l’accuratezza del trattamen- to. Migliorano infatti i componenti che consentono di operare a potenze maggiori e di focalizzare tale ener- gia nel punto da trattare per deidratare o rimuovere del tessuto indesiderato. Anche la terapia dell’ipertermia sta emergendo rapi- damente come un’altra delle applicazioni cardine per questa tecnologia. Adottata tipicamente insieme ad altre terapie oncologiche, può essere impiegata per riscaldare localmente i tessuti tumorali. Il surriscalda- Fig. 1 – Schema a blocchi che illustra la generazione di segnali RF mediante dispositive a stato solido per applicazioni di riscaldamento