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XXXI POWER 25 - MAGGIO 2021 DIGITAL POWER lità di apportare modifiche al funzionamento del sistema senza dover effettuare costose modifiche hardware. Ciò consente di utilizzare in prevalenza circuiti integrati digi- tali, riducendo sia il numero sia il costo dei componenti richiesti dalla distinta base, con conseguente migliora- mento in termini di affidabilità e longevità del prodotto. L’implementabile a livello firmware riduce inoltre l’area occupata dai componenti sul PCB, lasciando maggiore spazio ai progettisti per aggiungere nuove funzionalità. Moduli di potenza La possibilità di integrare controller PWM, stadio di potenza, induttore e componenti passivi in un unico package è una tendenza in forte crescita per le soluzio- ni di alimentazione in diversi settori dell’elettronica. Per garantire un fattore di forma ridotto e massimizzare la capacità di potenza in uscita, i componenti interni e le frequenze di commutazione sono accuratamente se- lezionate per ottenere un’elevata efficienza. Inoltre, le perdite di potenza dovute alla resistenza di connessione e ad altri parametri parassiti sono notevolmente ridotte. Ne consegue che questi moduli, a parità di livello di po- tenza, offrono un’efficienza superiore rispetto ai moduli di alimentazione discreti. Con solo pochi condensatori d’ingresso e di uscita, il modulo occupa meno spazio sul PCB; inoltre, grazie al suo profilo basso, può essere montato sul retro della scheda, liberando spazio sul lato superiore per altri componenti funzionali. Utilizzando package ottimizzati termicamente, i moduli di alimen- tazione offrono un’eccellente dissipazione termica. Il calore generato dai dispositivi di alimentazione interni e dagli induttori può essere trasferito in modo efficiente verso l’esterno attraverso gli strati inferiore e superiore del PCB e in genere non è necessario alcun dissipatore di calore. La scelta di un modulo di potenza è basata su un com- promesso tra costi, tempi richiesti per lo sviluppo e pre- stazioni. Per i sistemi con 1-5 linee di alimentazione, i progettisti possono comunque utilizzare un regolatore discreto, risparmiando sui costi senza incidere in modo sostanziale sui tempi di sviluppo. Tuttavia, con il crescere delle linee di alimentazione e della corrente nominale, la progettazione del sottosistema di alimentazione diven- ta impegnativa e richiede uno sforzo di progettazione notevolmente maggiore. In questi casi, può risultare conveniente adottare una soluzione basata su un modu- lo di potenza. In figura 3 è visibile lo schema a blocchi di un modulo di alimentazione con interfaccia PMBus sviluppato da Intersil/Renesas . Grazie a questa tecnolo- gia è possibile ridurre i tempi di progettazione, i relativi costi e lo spazio occupato sulla scheda. Le eccellenti pre- stazioni termiche garantiscono il funzionamento anche in presenza di elevate correnti, senza richiedere dissipa- tori di calore esterni o ventole, riducendo ulteriormente i costi della soluzione. La potenza digitale è un sistema di conversione dell’energia in cui le tecniche di controllo digitale vengono applicate alle applicazioni di gestione dell’alimentazione, con funzioni di monitoraggio, co- municazione e supervisione. La gestione e il controllo dell’alimentazione digitale, adottato soprattutto, ma non solo, negli agli alimentatori switching (SMPS), aumenta la densità di potenza, migliora l’integrazione e l’affida- bilità a livello di sistema, la flessibilità di progettazione e aiuta a ridurre il time-to-market. Fig. 3 – Modulo di potenza digitale di Intersil/Renesas