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POWER POWER MANAGEMENT 46 - ELETTRONICA OGGI 493 - APRILE 2021 ad-spectrum), dove la frequenza del convertitore è modificata in maniera causale fino a 288 kHz al di sopra del valore della frequenza di commutazione nominale. Nonostante l’adozione delle migliori tecniche di fil- traggio, interferenze anche minime imputabili al con- vertitore a commutazione possono influenzare misure particolarmente sensibili, come nel caso del monito- raggio dei segni vitali di un paziente o nelle applica- zioni di misura e collaudo. In un contesto di questo tipo, un dispositivo particolarmente adatto allo scopo è TPS62840 d i Texas Instruments, un convertitore step-down in grado di operare nell’intervallo di ten- sione di ingresso compreso tra 1,8 e 6,5 V e fornire una corrente in uscita fino a 750 mA. Caratterizzato da un valore estremamente basso della corrente di riposo, pari a soli 60 nA (tipico), il dispositivo preve- de un pin di STOP che permette di arrestare momen- taneamente la commutazione in modo da eliminare qualsiasi rumore imputabile a questa operazione. Un condensatore di hold-up posto ai capi dell’uscita del convertitore viene utilizzato per fornire potenza all’applicazione in modo che possa continuare a fun- zionare in assenza di rumore (Fig. 1). Questa tecnica può essere utilizzata non soltanto nel caso di appli- cazioni di misura sensibili, ma anche per migliorare il rapporto tra segnale e rumore (SNR) laddove le con- dizioni dei collegamenti wireless siano marginali. Progetti sempre più compatti Lo spazio disponibile per alloggiare sistemi elettroni- ci è andato via via diminuendo, sia che si tratti di ap- parecchiature per automazione industriale oppure di prodotti destinati al mercato consumer, contrad- distinti da design sempre più compatti ed eleganti. Lo spazio all’interno di uno stabilimento è un bene prezioso e molto spesso tutte le apparecchiature di controllo preposte alla gestione di una determina- ta attività di produzione devono essere “compresse” in un unico armadio di controllo. Parecchi team che si occupano della progettazione e della definizione delle architetture di potenza si stanno orientando verso l’utilizzo di un approccio di tipo modulare per la distribuzione della potenza. Nell’industria elettro- nica il dualismo tra l’adozione di soluzioni di tipo discreto oppure modulare è abbastanza ricorrente e il settore della gestione della potenza non fa ec- cezione. Oltre a garantire un livello di integrazione funzionale più elevato, il ricorso ai moduli comporta indubbi vantaggi in termini di time-to-market, oltre a eliminare la necessità di dover ricorrere a specialisti nel settore della potenza da integrare all’interno del team di sviluppo. I convertitori DC/DC, per esempio, già da parecchio tempo sono disponibili sotto forma di dispositivi ad alto grado di integrazione ospitati in package caratterizzati da ingombri standard riconosciuti a livello industriale (industry-standard). I progettisti dei moduli di potenza hanno acquisito un notevole know-how nell’integrazione non solo del controllore di commutazione, ma anche di un certo numero di componenti associati all’interno di un modulo com- patto ottimizzato in termini di BoM (Bill of Material) e di caratteristiche di dissipazione termica. Con lo svi- luppo di un modulo che include anche l’induttore, uno dei componenti di maggiori dimensioni, Texas Instruments ha compiuto un notevole passo in avan- ti sulla strada dell’integrazione. Di dimensioni pari a soli 2 x 2,5 x 1,1 mm, il modu- lo TPSM82822 è ospitato in un package standard industriale MicroSIP a 10 pin. Questo convertitore step-down sincrono operante in modalità PWM vie- ne fornito in due versioni, con corrente di uscita di 1 e 2 A, e prevede una modalità di risparmio energe- tico per migliorare l’efficienza in presenza di carichi di valore ridotto, con un assorbimento di corrente a riposo che può essere di soli 4 µA. Il modulo accetta in ingresso tensioni comprese nell’intervallo da 2,4 e 5,5 V e fornisce in uscita tensioni regolabili che vanno da 0,6 a 4 VDC. L’efficienza operativa può ar- rivare al 95% (valore tipico). Per semplificare e accelerare la fase di prototipazio- ne dei progetti basati su TPSM82822 è disponibile la scheda di valutazion e TPSM82822EVM (F ig. 2). Le problematiche in fase d’ispezione e di collaudo in produzione Molti convertitori a commutazione tradizionali sono offerti in un package QFN standard industriale. Seb- bene si tratti di un formato conveniente già adottato da parecchio tempo, non risulta idoneo per le tec- niche di ispezione ottica (AOI - Automated Optical Inspection) utilizzate dall’industria automobilistica in fase di assemblaggio. Come si può vedere osser- vando la figura 3, partendo da sinistra e scorren- do dall’alto verso il basso, il giunto saldato di un package QFN standard tende a essere poco visibile Fig. 2 – La scheda di valutazione TPSM82822EVMdi Texas Instruments per il modulo convertitore step-down ad alta efficienza TPSM82822 con induttore integrato (Fonte: Texas Instruments)