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ANALOG/MIXED SIGNAL AUTONOMOUS DRIVING 36 - ELETTRONICA OGGI 480 - SETTEMBRE 2019 degli IC a semiconduttori, che provvederà a fornire la maggior parte dei componenti in silicio, ovvero circu- iti integrati, digitali e analogici, destinati ai sistemi di rilevamento e controllo. Circuiti integrati analogici Le auto completamente autonome saranno dotate di numerosi sistemi elettronici, con una combinazione di IC digitali e analogici, tra cui sistemi avanzati di assi- stenza alla guida (ADAS), computer per la guida auto- noma, sistemi di assistenza al parcheggio, monitorag- gio dei punti ciechi, controllo della velocità, visione notturna, lidar e molto altro ancora. Per funzionare correttamente, i sistemi possono richiedere diverse linee di alimentazione con svariati livelli di tensione e corrente. I regolatori possono essere alimentati di- rettamente dalla batteria e/o dall’alternatore dell’auto, oppure utilizzare un bus di alimentazione post-regola- to. È il caso, per esempio, delle tensioni di core degli IC digitali VLSI, come gli FPGA e le GPU, che posso- no richiedere tensioni operative inferiori a 1 V, con correnti che vanno da pochi Ampere fino a decine di Ampere. I progettisti di sistemi devono anche garantire che gli ADAS siano conformi alle norme relative all’immunità al rumore che si genera in un veicolo. In ambito auto- mobilistico i regolatori switching stanno sostituendo quelli lineari, in aree in cui la bassa dissipazione di ca- lore e l’efficienza sono aspetti importanti. Inoltre il re- golatore switching è solitamente il primo componente attivo sulla linea del bus di ingresso di potenza e ha pertanto un impatto significativo sulle prestazioni EMI dell’intero circuito di conversione. Esistono due tipi di emissioni EMI: condotte e radiate. Le emissioni condotte si manifestano nei cavi e nelle tracce che collegano un dispositivo. Essendo il rumo- re localizzato in un morsetto o un connettore specifico della scheda, è possibile garantire la conformità ai re- quisiti relativi alle emissioni condotte in una fase rela- tivamente precoce del processo di sviluppo, grazie a un layout o a un filtro ben progettati. Le emissioni radiate, invece, sono tutta un’altra storia. Qualsiasi elemento sulla scheda che conduce corren- te genera un campo elettromagnetico. Ogni traccia della scheda funge da antenna e ogni piano di rame è un risonatore. Qualsiasi cosa, che non sia un’onda sinusoidale pura o una tensione DC, genera un rumo- re su tutto lo spettro del segnale. Per quanto accurato possa essere un progetto, il progettista non sa mai ve- ramente che effetti avranno le emissioni radiate finché il sistema non viene provato, ma i test sulle emissioni radiate non possono essere ufficialmente effettuati fin- ché il progetto non è praticamente completo. Spesso vengono usati dei filtri per ridurre le emissio- ni EMI attenuandone la potenza, a una data frequenza o all’interno di un intervallo di frequenze. Una parte dell’energia, che viaggia attraverso lo spazio (radiata), viene attenuata aggiungendo schermi metallici e ma- gnetici. La parte condotta, che passa nelle tracce del PCB, viene smorzata aggiungendo perline di ferrite e altri filtri. Le interferenze elettromagnetiche non pos- sono essere eliminate, però possono essere attenuate a un livello accettabile dagli altri componenti. Inoltre molti organi di regolamentazione impongono specifici standard per garantire la conformità alle norme. Soluzioni con convertitori ad alta tensione con basse emissioni EMI/EMC Per far fronte ai vincoli applicativi descritti, il grup- po Power by Linear di Analog Devices ha sviluppato l’LT8650S, un convertitore buck sincrono monolitico a due uscite, che accetta tensioni d’ingresso elevate e presenta basse emissioni EMI ed EMC. Il range di tensioni d’ingresso da 3 V a 42 V lo rende ideale per applicazioni automotive, compresi gli ADAS, in cui è necessaria la regolazione in condizioni di avviamento a freddo o di stop-start, con tensioni di ingresso bas- sissime (fino a 3 V) e transitori di disinserimento del carico con tensioni superiori a 40 V. Come indicato nella figura 1, si tratta di una configurazione a due canali da 4 A ad alta tensione, che consente di ottenere tensioni mol- to basse (fino a 0,8 V), per cui il convertitore è in grado di pilotare i core di microprocessori alla mini- ma tensione attualmente disponibi- le. La topologia di raddrizzamento sincrono assicura efficienza fino al 94,4% a una frequenza di switching di 2 MHz, mentre nel funzionamen- to Burst Mode la corrente di quie- scenza rimane sotto i 6,2 μA, con entrambi i canali operativi, in con- Fig. 3 – Schema semplificato dell’LT8645S con uscite di 5 V a 8 A, 2 MHz