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COVER STORY ELETTRONICA OGGI 504 - SETTEMBRE 2022 16 Quando la tensione di mantenimento viene raggiunta, si può notare che la corrente di carica scende a zero e questa tensione viene sostenuta per un certo periodo di tempo, in base all’algoritmo di terminazione. La figura 3 mostra un grafico diverso, relativo a un’applicazione a 3 celle che illustra il comportamento nel tempo. La tensione di batteria è indicata in rosso, la corrente di carica in blu. Il carica batteria inizia inmodalità a corrente costante, con un picco di 2 A, fino a quando la tensione di batteria raggiunge il valore costante di soglia di 12,6 V. Il carica batteria mantiene questa tensione per il periodo di tempo definito dal timer di terminazione, in questo caso una finestra di 4 ore. Questa durata è programmabile su molti carica batterie. Per ulteriori informazioni sulla carica delle batterie e su alcuni prodotti di interesse, è possibile consultare l’articolo di Analog Dialogue Simple Battery Charger ICs for Any Chemistry . La figura 4 mostra un ottimo esempio di un carica batteria buck versatile, l’LTC4162, che può fornire una corrente di carica fino a 3,2 A ed è adatto a una moltitudine di applicazioni, incluse quelle per strumentazione portatile e applicazioni che richiedono celle più grandi o batterie multi-cella. Può essere utilizzato anche per la carica da sorgenti a energia solare. Applicazioni con Energy Harvesting Quando si lavora con le applicazioni IoT e le relative fonti di alimentazione, un’altra opzione da considerare è l’energy harvesting.Ovviamenteperilprogettistadisistemacisono diverse considerazioni da fare, ma l’attrattiva dell’energia gratuita non può essere sottovalutata, soprattutto per le applicazioni in cui i requisiti di alimentazione non sono troppo critici e l’impianto non deve prevedere interventi di manutenzione; vale a dire che nessun tecnico può accedervi. Sono disponibili molte fonti differenti di energia tra cui scegliere, e per poterne usufruire non è necessario che si tratti di un’applicazione per esterni. È possibile raccogliere energia solare, piezoelettrica o vibrazionale, termoelettrica e persino RF (anche se con un livello di potenza molto basso). La figura 5 fornisce una stima approssimativa dei livelli di energia ottenibili con le diverse metodologie di recupero. Per quanto riguarda gli svantaggi, il costo iniziale è più elevato rispetto alle altre fonti di energia discusse in precedenza, poiché è necessario un elemento di raccolta come un pannello solare, un trasduttore piezoelettrico o una cella di Peltier, oltre all’IC di conversione energetica e ai relativi componenti ausiliari. Un altro svantaggio è rappresentato dalle dimensioni complessive della soluzione, soprattutto se paragonate a quelle di una fonte di alimentazione come una cella a bottone. È difficile ottenere una soluzione di dimensioni ridotte, utilizzando un dispositivo di raccolta dell’energia e un IC di conversione. Dal punto di vista dell’efficienza, la gestione di bassi livelli di energia può essere complicata. Questo perché molte di queste sorgenti di energia sono in corrente alternata e devono essere raddrizzate. A tale scopo si utilizzano i diodi e il progettista deve gestire la perdita di energia dovuta alle loro proprietà intrinseche. L’impatto di questo fenomeno si riduce con l’aumento della tensione di ingresso, ma questo non è sempre possibile. Fig. 7 – Circuito applicativo della sorgente piezoelettrica ADP5304