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XIV Power POWER 20 - OTTOBRE 2019 La potenza è la linfa vitale della tecnologia che sta plasmando il mondo moderno e sulla quale facciamo sempre più affida- mento sia sul lavoro sia nella vita privata. Nelle applicazioni tecnologicamente avanzate e a basso consumo il controllo e il monitoraggio della potenza assumono un ruolo di partico- lare importanza. Indipendente dal fatto che siano impegnati nello sviluppo di un sistema di alimentazione a più terminali (multi-rail) per un dispositivo di grandi dimensioni o stiano cercando di ottimizzare il consumo di energia di un prodotto alimentato a batteria, uno dei fattori prioritari che i progettisti devono tenere in considerazione è la gestione della potenza (power management). I commutatori di carico (load switch) rivestono un ruolo im- portante nella gestione della potenza e nella protezione dei carichi in sistemi di grandi e piccole dimensione. Nel processo di selezione di un commutatore di carico per una specifica ap- plicazione è necessario prendere in considerazione numerosi fattori e valutare attentamente le potenzialità dei numerosi di- spositivi con caratteristiche e prestazioni migliorate che sono ora disponibili sul mercato. La principale funzione di ogni commutatore di carico è colle- gare/scollegare la potenza dal carico. Anche se questa funzio- nalità può essere implementata senza problemi con una solu- zione a discreti che utilizza un semplice “pass MOSFET” (ovvero un transistor connesso in serie con l’ingresso e l’ uscita del circuito), è possibile considerare l’opportunità di ricorrere a dispositivi per la commutazione del carico completamente integrati: si tratta di componenti di dimensioni solitamente in- feriori rispetto a quelle di una soluzione a discreti che consen- tono di ridurre il numero di componenti richiesti e offrono un numero superiore di funzionalità, tra cui rilevamento e prote- zione contro sovratemperatura, sottotensioni e sovracorrenti. Alcuni di questi componenti includono anche la protezione contro la corrente inversa, che blocca ogni tentativo della cor- rente di fluire dal carico alla sorgente. Si tratta di una caratte- ristica molto importante per il recente standard USB-C, dove la funzionalità PD (Power Delivery) viene sfruttata in una plu- ralità di applicazioni. Tutti i commutatori di carico integrati sono dotati di un mini- mo di quattro pin – V IN , V OUT , GND ed EN (Enable) anche se molto spesso sono presenti altri pin per supportare funzio- nalità aggiuntive e fornire uscite per il sistema necessarie per implementare la caratteristiche di protezione (Fig. 1). Oltre a svolgere semplici compiti di controllo on/off e di pro- tezione, i commutatori di carico sono anche in grado di con- trollare la velocità con la quale il carico viene attivato attraverso il controllo di V OUT . Grazie al controllo della carica del gate del FET, anche la corrente di spunto (in-rush current) viene con- trollata, così come il tempo di salita di V OUT . Un avviamento graduale (soft startup) di questo tipo protegge il carico dagli spike (ovvero incrementi istantanei e consistenti) di corrente che potrebbero venire generati da una connessione non con- trollata del carico alla sorgente di potenza, specialmente nei casi in cui il carico non sia puramente resistivo. Schema a blocchi di un tipico dispositivo per la commutazione del carico integrato L’importanza dei commutatori di carico nella gestione della potenza I commutatori di carico (load switch) rivestono un ruolo critico nella gestione della potenza e nella protezione dei carichi in sistemi di grandi e piccole dimensioni e nel processo di selezione è necessario prendere in considerazione numerosi fattori Bryson Barney Applications Engineer ON Semiconductor