EON-611

alizzazione di soluzioni

inefficienti, ingombranti e

costose, per cui è meglio

adottare un approccio che

preveda una sorta di livel-

lamento del picco di carico.

In un contesto di questo

tipo entrano in scena i “su-

percapacitors”.

L’utilizzo di una tradiziona-

le batteria al litio o alcalina,

anche se può rappresentare

una soluzione, evidenzia al-

cune limitazioni. Nei confron-

ti delle batterie, un “superca-

pacitors” può vantare una

densità di potenza molto più

elevata, fino a 100.000 volte

superiore rispetto, ad esem-

pio, a una batteria a botto-

ne Li-MnO

(litio/diossido di

manganese).

Come si evince dalla figura

1, i “supercapacitors” sono

caratterizzati da una densi-

tà di potenza (e una durata)

maggiore rispetto alle bat-

terie; in termini di densità di

potenza, un “supercapaci-

tors” può vantare prestazio-

ni superiori di un ordine di

grandezza rispetto a quelle

delle migliori batterie attual-

mente disponibili.

I “supercapacitors” sono

disponibili in diversi fattori

di forma per varie applica-

zioni: si va dai dispositivi a

bottone a quelli cilindrici per

arrivare ai “supercapaci-

tors” laminati a seconda dei

valori nominali della corren-

te di picco (Fig. 2). I com-

ponenti le famiglie DMT e

DMF di

Murata

sono un ti-

pico esempio di condensa-

tori utilizzati in applicazioni

di livellamento del carico.

Le prestazioni dei “super-

capacitors” sono frutto del

tipo di struttura con la quale

sono realizzati. A differen-

za dei condensatori tradi-

zionali, essi non hanno un

dielettrico ma un doppio

strato elettrico (EDL – Ele-

trical Double Layer). Esso

è formato da un’interfaccia

di polvere di carbone atti-

vo (active carbon) e da un

elettrolita. L’immagazzina-

mento della carica non av-

viene attraverso un proces-

so chimico ma è dovuto al

movimento fisico degli ioni

attraverso i pori negli strati

di carbone. I pori mettono a

disposizione una superficie

molto ampia per l’accumulo

della carica, permettendo di

menti dati RF ad alta velocità e

progetti RF multibanda, tra cui:

dimensioni ridotte, alta affidabi-

lità, basso rumore e group de-

lay estremamente ridotto. I no-

tevoli progressi dei CV MLCC

continuano inoltre a fornire ai

progettisti valori di capacità

sempre più elevati in package

sempre più piccoli e un’affida-

bilità sempre maggiore. Questi

dispositivi attualmente stanno

impattando in un modo estre-

mamente positivo sui driver

LED, alimentatori e elettronica

di consumo portatile. Allo stes-

so modo, gli MLCC ad alta ten-

sione si stanno evolvendo per

supportare le esigenze dei se-

miconduttori compound da 3-5

µm e degli smart meter. Questi

dispositivi vengono utilizzati in

un’ampia gamma di applicazio-

ni finali, tra cui drive elettrici ad

alta efficienza, remote power

conversion e transient integra-

tion. Gli MLCC BME (Base Me-

tal Electrode) per applicazioni

spaziali forniscono un supporto

critico per la crescente com-

mercializzazione dello spazio,

così come per l’industria spa-

ziale tradizionale. Gli MLCC

BME offrono soluzioni high-CV

per applicazioni spaziali e, in

quanto tali, consentono riduzio-

ni estremamente interessanti di

dimensioni e di peso per l’har-

dware finale. La tecnologia

BME è incredibilmente promet-

tente per nuovi progetti di con-

versione di potenza nello spa-

zio e per quelli general logic.

Inoltre, i condensatori DC-link

si stanno evolvendo in packa-

ge piccoli e a bassa induttan-

za che permettono importanti

miglioramenti nell’efficienza e

nell’affidabilità della conversio-

ne di energia dei veicoli elet-

trici. Contemporaneamente, le

applicazioni di conversione di

potenza stanno ampliando l’u-

so di questi dispositivi, creando

un solido aumento del volume

della domanda e spingendo

l’insieme delle tecnologie sia

dal punto di vista elettrico sia

da quello fisico.

er poter sfruttare appieno

i vantaggi di IoT, prestazio-

ni e funzionalità di questi

dispositivi “intelligenti” sono

velocemente aumentate.

L’incremento di funziona-

lità comporta un aumento

della complessità, accom-

pagnata da una maggiore

dissipazione di potenza. I

progettisti, dal canto loro,

hanno messo in atto ogni

accorgimento per minimiz-

zare la potenza dissipata

adottando modalità di fun-

zionamento di tipo dina-

mico, che prevedono ad

esempio la possibilità di

porre il dispositivo in una

modalità di “sleep” (quindi

a basso consumo) quando

le richieste di elaborazione

sono ridotte; vi sono tuttavia

alcune applicazioni, come

le comunicazioni wireless

oppure il lampeggiamento

di un LED, che richiedono

una potenza di tipo “burst”

(potenza impulsiva, ovvero

una potenza di valore ele-

vato per un tempo ridotto).

Non solo i circuiti a bassis-

simo consumo (micro-po-

wer), ma anche numerosi

dispositivi – dai motori di

piccole dimensioni ai conta-

tori “intelligenti” (smart me-

ter) agli amplificatori audio

– richiedono la possibilità di

fornire una potenza di picco

per brevi istanti; l’aggiunta

di tale funzionalità, ovvia-

mente non deve avere un

impatto sui costi e/o sulle

dimensioni.

Dimensionare la batteria

in funzione di questi pic-

chi di carico porta alla re-

KUNIO

NOMURA

product

manager

capacitors di

Murata

segue da pag.27

Il ruolo dei “supercapacitors”

nel

progetto dei futuri sistemi energetici

Nel volgere di pochi anni, dispositivi che non integravano a bordo nessun

componente o circuito elettronico – e ovviamente non prevedevano alcun

tipo di capacità di elaborazione delle informazioni – sono divenuti sempre

più “intelligenti” entrando a far parte dell’universo IoT (Internet of Things)

UNIO

OMURA

Confronto tra

la densità di

potenza dei

“supercapaci-

tors” di Mura-

ta e quella di

varie tipologie

di batterie

AROLA

ALLE

AZIENDE

CAPACITORS