EOPOWER_30

EO POWER - GENNAIO/FEBBRAIO 2023 XXIX BATTERY CHARGERS celle si sono scaricate eccessivamente. In tutti i sistemi, una stima accurata della carica aiuta a ottimizzare i tem- pi di ricarica e la gestione della capacità. Alcuni sistemi sfruttano queste misure per rallentare la carica e miglio- rare la durata della batteria, confrontando la carica con l’utilizzo previsto. In molti casi esistono prodotti dedicati che eseguono la gestione e il monitoraggio della batteria. SL94202 di Renesas è progettato per batterie che conten- gono fino a otto celle e fornisce un controllo autonomo del pacco senza la necessità di un microcontrollore di supervisione. Il dispositivo gestisce automaticamente il bilanciamento delle celle all’interno del pacco e dispo- ne di una serie di funzioni di protezione per preveni- re situazioni di sovracorrente e altri problemi. Un altro esempio è TLE9012AQU di Infineon Technologies , che svolge quattro funzioni principali: misura della tensio- ne delle celle, misura della temperatura, bilanciamento delle celle e comunicazione isolata con un controllore centrale della batteria. Questa combinazione di funzioni rende il dispositivo particolarmente adatto ai sistemi di comunicazione e automobilistici di grandi dimensioni in cui è necessario utilizzare più pacchi batteria in paralle- lo. Per garantire misure accurate dello stato delle celle, ogni cella è monitorata da un convertitore A/D a 16 bit di risoluzione. I progetti dei veicoli odierni possono incorporare diversi sottosistemi di batterie per alimentare diverse parti del veicolo, dal gruppo propulsore all’infotainment. Molti team stanno progettando di eliminare la batteria a bas- sa tensione utilizzata per alimentare i circuiti ausiliari e di utilizzare la batteria del gruppo propulsore a tensione più elevata per alimentare anche le apparecchiature pre- senti nell’abitacolo. Ciò richiede non solo convertitori CC/ CC ottimizzati per supportare intervalli di step-down più ampi per quanto riguarda la potenza, ma anche sistemi di gestione della batteria in grado di gestire una tipologia di alimentazione complessa. La gamma di circuiti inte- grati di gestione e supporto delle batterie di NXP, come ad esempio MC33771C, è progettata per gestire un’ampia gamma di requisiti. I dispositivi supportano la comuni- cazione isolata in modalità “daisy-chain” per trasmet- tere le informazioni a un microcontrollore centrale e possono eseguire misure di corrente sincronizzate tra i diversi pacchi. All’altro estremo della scala e per supportare il crescente utilizzo dei sensori nelle applicazioni IoT, l’energy har- vesting si sta rivelando una tecnica assai utile per fornire l’energia necessaria per i dispositivi portatili e alimentati a batteria. L’harvesting (ovvero l’accumulo e il riutilizzo dell’energia) consente di far funzionare sensori di sicu- rezza e altri dispositivi a basso consumo energetico per molti anni senza dover cambiare la batteria o collegare il dispositivo alla rete elettrica. Una configurazione comune prevede la combinazione di una batteria monouso, come una pila a bottone al litio, con un dispositivo ricaricabile, un supercondensatore o una piccola batteria agli ioni di litio. Le tecnologie di har- vesting non forniscono la carica in una forma convenien- te e spesso le sorgenti funzionano ad alta impedenza. Pertanto, è necessaria un’attenta progettazione del cir- cuito per ridurre al minimo le perdite. MAX20361 di Ma- xim offre ai progettisti una soluzione integrata in grado di raccogliere energia dalle celle solari e di fornire carica utile ai circuiti a valle. Il convertitore boost integrato può operare a partire da tensioni di ingresso di soli 225 mV. La gestione delle batterie è quindi oggi un problema im- portante per una vasta gamma di sistemi. La complessità delle batterie agli ioni di litio e di altre sostanze chimi- che simili complica la progettazione dei circuiti di ali- mentazione e di consumo. Tuttavia, la disponibilità di dispositivi specializzati ad alta integrazione sviluppati dai principali fornitori di semiconduttori contribuisce a semplificare l’integrazione delle batterie nei sistemi. Il supporto alla progettazione da parte di esperti che ope- rano presso distributori come Farnell assicura ai team una consulenza qualificata circa i dispositivi più adatti da utilizzare per le singole applicazioni. La capacità di supportare modalità di spegnimento a basso consumo energetico è fondamentale nei dispositivi IoT (Internet of Things), come i sensori ambientali e i dispositivi indossabili sviluppati per monitorare la salute e il benessere