EO_491

35 - ELETTRONICA OGGI 491 - GENNAIO/FEBBRAIO 2021 ANALOG/MIXED SIGNAL SMART ANALOG La figura 2 mostra a sinistra una classica sorgente di corrente e a destra una sorgente di tensione. Osservando con attenzione, si può notare che sono praticamente la stessa cosa. L’unica differenza è l’input invertente dell’amplificatore operazionale e il valore in uscita dal DAC. Ponendo un comparatore sulla tensio- ne della batteria e generando un interrupt quando la tensione della batteria supera 4,1 V (Fig. 3), tutto ciò che il firmware deve fare è modificare l’impostazione per l’ingresso invertente sull’amplificatore operazio- nale e caricare un nuovo valore nel DAC. Ora, potrebbe non essere così semplice come sembra; il caricabatterie potrebbe essere a impulsi o potreb- be richiedere un caricabatterie a commutazione per ragioni di efficienza. Per quanto riguarda la tensione/ corrente di carica, la tipica periferica amplificatore operazionale ha un bit di abilitazione nel suo registro di controllo, quindi tutto ciò che è necessario per for- nire l’impulso è un interrupt periodico per attivare/di- sattivare tale periferica. L’implementazione di un con- vertitore a commutazione, sebbene più complessa, è comunque fattibile utilizzando periferiche on-chip. Ciò è riportato in figura 4. Il circuito mostrato è una sorgente di tensione in modalità switch. Per trasformarlo in una sorgente di corrente in modalità switch, è sufficiente modificare il feedback di uscita dalla batteria verso un resisto- re di rilevamento della corrente posto tra la batteria e la massa. A questo punto è utile sottolineare che probabilmente anche il ciclo di compensazione dovrà cambiare, ma anche questa operazione può essere eseguita mediante due reti e una semplice routine del firmware per modificare quale input guida l’ingresso invertente. Anche lo switcher può essere “pulsato” in modo simile con il circuito DC semplicemente disatti- vando il timer e l’amplificatore operazionale nel com- mutatore. Caricabatterie “proof-of-concept” Da tutto ciò ne consegue che con un’opportuna com- binazione di firmware e periferiche è possibile imple- mentare praticamente tutte le funzioni del caricabat- teria: 1. Corrente costante 2. Tensione costante 3. Corrente impulsiva 4. Tensione impulsiva Inoltre, l’inserimento di funzionalità aggiuntive, opzioni, modifiche all’algoritmo, funzioni di supervisione o per- sino le funzioni di arresto di emergenza di un progetto sono semplici come una modifica del firmware. Quindi, utilizzando questi nuovi microcontrollori, sia gli sviluppatori di batterie sia di caricabatterie possono sviluppare caricabatterie “proof-of-concept” da utiliz- zare per le dimostrazioni ai loro clienti. Infatti, per lotti di produzione medio-piccoli, i microcontrollori posso- no essere pre-programmati, contrassegnati con un part number univoco, e consegnati direttamente al cliente, rendendo il dispositivo simile ad un circuito ASIC per caricabatterie custom. Un altro aspetto da considerare è il desiderio di alcuni clienti di combinare più funzioni di gestione dell’alimentazione in un unico dispositivo. Questi dispositivi possono includere caricabatterie, dri- ver per retroilluminazione, controlli della ventola e per- sino funzioni di indicatore di livello (gas-gauge), il tutto all’interno di un singolo chip. Generando inizialmente un progetto basato su microcontrollore, il progettista di batterie/caricabatterie può favorire l’accoglienza da parte del mercato concedendo in licenza la propria pro- prietà intellettuale al cliente (o a terzi) per il dispositivo di alimentazione finale. I clienti possono quindi trarre vantaggio dalla preprogrammazione e dalla marcatura del part number per celare alla concorrenza il proprio lavoro di progettazione fino a quando il progetto stesso non avrà raggiunto livelli di produzione tali da giustifi- care lo sviluppo di un circuito ASIC. Fig. 3 – Esempio di commutatore di tensione della batteria Fig. 4 – Esempio di un convertitore boost operante in switch mode