EO516_marzo_2024

T&M POWER SUPPLIES RIFERIMENTI Powerbox (PRBX): https://www.prbx.com/ Dr. Kary Banks Mullis: https://www.karymullis.com/ La sequenza completa del genoma umano: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj6987 Istituto Nazionale di Ricerca sul Genoma Umano: https://www.genome.gov/ Nel caso delle apparecchiature per la PCR (Fig. 4) e la spe- cificità dei cicli termici con elevata precisione e sequen- ze ripetitive, richiedono una soluzione di alimentazione specifica e spesso adottano un approccio modulare con l’alimentazione e il controllo incorporati nel ciclo di con- trollo termico della PCR. Come illustrato nella figura 4, i cicli termici sono piutto- sto brevi e richiedono che l’elemento riscaldante regoli la sua temperatura tra +95 °C in alto, +50 °C in basso, +72 °C di plateau e di nuovo a +95 °C dopo quattro minuti. Que- sto ciclo viene ripetuto da 30 a 40 volte, con un livello di precisione molto elevato. Esistono diversi metodi per generare e controllare la tem- peratura nei termociclatori, ma molti utilizzano elemen- ti a effetto Peltier. Se l’applicazione principale dell’effet- to Peltier è il raffreddamento, l’effetto Peltier può essere utilizzato anche per il riscaldamento o il controllo della temperatura. Potrebbe anche essere associato a un altro elemento riscaldante e quindi, utilizzando un’isteresi controllata, raffreddare la camera termica. I produttori di termociclatori PCR hanno sviluppato al- goritmi molto complessi per regolare e controllare il li- vello di temperatura con elevata precisione. Con l’intro- duzione dell’alimentazione e del controllo digitale e della gestione dell’energia, è diventato più facile interfacciare la CPU del termociclatore allo stadio di commutazione e controllare la tensione e la corrente tramite un’interfac- cia digitale, ad esempio PMBus, per alimentare gli ele- menti di riscaldamento/raffreddamento (Fig. 5). In alcuni casi il segnale PWM viene generato dal control- lore del termociclatore e iniettato nello stadio di commu- tazione dell’alimentazione per controllare strettamente i parametri senza ulteriori passaggi (Fig. 6). Poiché lo stadio di alimentazione è altamente integrato nel ciclo di controllo termico, spesso ne diventa parte integrante e i progettisti di alimentazione devono lavorare in stretta collaborazione con i programmatori per offrire il tempo di risposta più ottimizzato a una richiesta specifica, il che è molto interessante e in effetti molto diverso dai modi più convenzionali di lavorare quando si progettano solu- zioni di alimentazione. Dalla sua scoperta da parte del Dr. Kary Banks Mullis nel 1983 all’applicazione di massa per rilevare la presenza del virus SARS-CoV-2 in miliardi di campioni, la tecnologia PCR ha svolto un ruolo molto importante nella ricerca medica e nella salute pubblica. Questo è stato anche un settore molto interessante per gli ingegneri elettronici di potenza che hanno progettato soluzioni di alimentazio- ne (Fig. 7) in stretta collaborazione con l’industria medica per sviluppare alimentatori molto specifici con un alto li- vello di programmazione e integrazione del sistema. Fig. 5 – Alimentazione convenzionale con controllo e monitoraggio digitale tramite ingresso digitale, ad es. PMBus (Fonte: PRBX) Fig. 6 – Alimentazione controllata da un segnale PWM esterno e parte del circuito di controllo PCR (Fonte: PRBX) Fig. 7 – Alimentatore POWERBOX per applicazione termociclatore (Fonte: PRBX) ELETTRONICA OGGI 516 - MARZO 2024 64