Power & Motor:

Elettronica di potenza e controllo motori sono gli argomenti principali di questa categoria. Articoli tecnici e progetti di riferimento sulla gestione della potenza (power management) con approfondimenti sugli alimentatori e sulla conversione di potenza. Inoltre troverete applicazioni per il controllo dei motori (motor control) ed il pilotaggio dei motori (motor driver).

Considerazioni progettuali per un efficiente convertitore DC-DC

Mediante un’accurata selezione della componentistica e della frequenza di switching di un controllore PWM è possibile ottenere alte prestazioni da convertitori DC-DC, specialmente laddove occorrono alte tensioni di polarizzazione di diodi ad effetto valanga (APDs). Infatti, un semplice induttore ed un transistor di commutazione sono sufficienti per realizzare un ottimo efficiente convertitore DC-DC. L’obiettivo di questo articolo è di descrivere come selezionare induttore, frequenza di switching e componentistica accessoria per l’ottenimento della massima efficienza di un convertitore DC-DC. Introduzione La caratteristica di generatore di impulsi PWM viene utilizzata in un convertitore boost DC-DC per controllarne la generazione di tensioni …

Mosfet e IGBT per il controllo motori

La tecnologia attuale per il controllo motore vede l'utilizzo di dispositivi microelettronici al fine di offrire un migliore controllo della velocità, della posizione e della coppia, oltre ad una maggiore efficienza. Introduzione Il circuito di controllo motore deve attivare e disattivare rapidamente il flusso di corrente nelle bobine del motore, con perdite minime di commutazione o di conduzione nell'interruttore.  Questo settore presuppone l'impiego di MOSFET e IGBT. Entrambi questi dispositivi a semiconduttore soddisfano le esigenze del controllo motore; dimostrandosi adatti in differenti situazioni applicative. Questi dispositivi elettricamente controllabili sono simili in funzione e attributi e presentano sovrapposizioni nel design …

Convertitore DC-DC per applicazioni mediche

La Recom ha presentato il suo ultimo convertitore DC-DC con certificazione medicale per applicazioni nei più svariati campi dell'industria. Il nuovo dispositivo rappresenta il primo della sua classe a fornire 1 MoPP con una tensione di lavoro pari a 250 VAC in un package SIP7. Introduzione "Convertitori DC / DC di grado medico" è una descrizione spesso utilizzata per una classe di convertitori sempre più richiesti. Quali sono in realtà i requisiti particolari che le applicazioni mediche collocano sui convertitori DC / DC? Questo sembra una semplice domanda che dovrebbe avere di conseguenza una semplice risposta, ma purtroppo non …

Considerazioni progettuali sulla tecnologia GaN

Maggiori frequenze di commutazione, con alti valori di efficienza e densità di potenza, fanno dei MOSFET realizzati in GaN (nitruro di gallio), rispetto alla controparte in silicio, i migliori di dispositivi impiegabili dai progettisti per la realizzazione di amplificatori e di oscillatori in grado di lavorare a frequenze dell'ordine dei MHz. In questo articolo si partirà dalle basi, introducendo brevemente i FET GaN, i campi d'applicazione, cercando in poche e semplici parole di spiegare il vantaggio derivante dall'utilizzo di tale nodo tecnologico. Successivamente, verrà affrontata la questione in merito al tempo di vita, capendo come è possibile predirlo, la progettazione di commutatori …

LM317: calcolare online la tensione di uscita

Come calcolare la tensione di uscita dell'LM317? Semplice, utilizzando questo comodo tool online. Inserisci il valore della tensione di uscita di cui hai bisogno e, fissata la resistenza R1, otterrai il valore di R2. Opzionale il calcolo della potenza dissipata, inserendo Vin e Iout. Tensione di uscita Vout Volt (minimo 1,25V massimo 37V) Resistenza R1 Ohm (Valore tipico 240 Ω) Tensione di ingresso Vin Volt (Almeno 2,5V maggiore di Vout) Corrente di uscita Iout A (Per 500mA inserire 0.5)(max 1,5A) Inserisci Vout inserisci R1 premi Calcola per ottenere R2 Per la Potenza dissipata Pd inserisci anche Vin e Iout …

Convertitore DC-DC bidirezionale per applicazioni automotive

Il settore automotive, soprattutto dopo la recente spinta innovativa prodotta dai veicoli ibridi ed elettrici, richiede l'utilizzo di un sistema di alimentazione elettrica composto da più batterie, oltre alla tradizionale batteria primaria a 12 V. L'utilizzo di sistemi di rigenerazione della potenza, inoltre, impone un trasferimento di energia elettrica bidirezionale (dalla batteria all'utilizzatore e viceversa). In questo contesto svolgono un ruolo primario i convertitori DC-DC bidirezionali, utilizzati in diversi tipi di applicazioni quali i veicoli elettrici ibridi (HEV, acronimo di Hybrid Electric Vehicle), e i veicoli elettrici (EV, acronimo di Electric Vehicle). Nel corso dell’articolo analizzeremo un’applicazione basata sull’utilizzo …

Controllo di servomotori con PIC

I servomotori R/C (Radio Controlled), molto usati nella modellistica, hanno trovato un nuovo campo di utilizzo nella realizzazione di piccoli robot, come i robot esploratori.  In questo articolo esamineremo le caratteristiche dei servomotori e vedremo come poterli controllare tramite un microcontrollore. Per dimostrare come sia possibile controllarli tramite un micro avente potenza di calcolo e dotazioni hardware relativamente ridotte, verrà illustrata una applicazione d’esempio in cui un PIC16F876 viene utilizzato per pilotare due servi in configurazione X-Y. Con una applicazione Windows appositamente sviluppata vedremo inoltre come pilotare i due servi tramite PC utilizzando un joystick (al seguente link un approfondimento con …

Power Design in applicazioni a basso consumo

Le innovazioni portate ai progetti dei sistemi elettronici hanno visto una crescita esponenziale per l’alta integrazione dei core dei processori delle ultime generazioni di PDA, telefoni intelligenti e cellulari. Dal punto di vista della progettazione di sistema, l’aumento del numero di funzioni aggiunte è quasi raddoppiato ogni due anni inseguendo il vorace appetito di funzioni innovative da parte dei consumatori con una sempre più richiesta di bassi consumi. In questo articolo vedremo una rassegna di utili considerazioni sulla progettazione dei sistemi di alimentazione: dalla scelta della batteria di backup, alla scelta tra regolatori lineari e DC-DC converter. Introduzione In accordo alla …

Cosa ospita il vostro dispositivo portatile?

Oggigiorno abbiamo tutti familiarità con le batterie, poiché le troviamo pressoché dovunque, in una miriade di prodotti e applicazioni. Gli esempi più comuni: i telefoni cellulari e i notebook; ma sono presenti anche in vari e diversi apparecchi – torce elettriche, utensili cordless, console portatili per videogiochi e multimetri palmari nonché strumenti scientifici e una gamma in rapida espansione di dispositivi medicali. Introduzione Nel 2011 il valore del mercato globale dei prodotti portatili funzionanti a batteria è stato stimato a 408 miliardi di dollari e si prevede che supererà i 600 miliardi di dollari entro il 2016. [Fonte: BCC …

Tecniche di progettazione per i dispositivi medicali indossabili ad alta efficienza energetica

Nel variegato e immenso mondo dell’elettronica esiste un settore che interessa in particolar modo il fitness e la sanità: i dispositivi elettronici cosiddetti “indossabili”. In questo articolo si tratterà degli aspetti sensibilmente critici riguardanti la progettazione di un dispositivo indossabile. Vedremo l’importanza della scelta di un ottimale regolatore di tensione, di quanta importanza riveste il controllo da parte dell’utilizzatore dello stato di carica della batteria che alimenta il dispositivo, le tecnologie costruttive messe in campo per la miniaturizzazione dei dispositivi, tutto questo per garantire l’offerta di un prodotto altamente affidabile che soddisfi l’utilizzatore. Introduzione In questo articolo viene descritto …

Non occorrono induttori!

Un assioma fondamentale riguardante gli alimentatori afferma che questi non devono generare un livello eccessivo di rumore. Quindi, alimentatori silenziosi e ben regolati sono importanti per ottenere prestazioni ottimali in molte applicazioni circuitali. Per conseguire tale risultato, è cruciale poter mitigare qualsiasi rumore generato nel corso di questo processo di conversione. Un modo ovvio, a tal fine, consiste semplicemente nell’utilizzare un regolatore lineare. Introduzione Sebbene i regolatori lineari forniscano linee di alimentazione silenziose, presentano efficienza di conversione scadente a elevati rapporti in discesa e ciò può comportare problemi termici per i progetti relativi ad applicazioni a corrente elevata.  Naturalmente, …

Controllo di motori brushless con il metodo della terza armonica

Il controllo di un motore in continua di tipo brushless (BLDC – BrushLess DC) senza ricorrere ad alcun sensore di posizione è stato oggetto di parecchie ricerche e ha dato vita a numerose implementazioni. Lo scopo del presente articolo è descrivere un metodo di controllo originale e proporre una realizzazione semplice e a basso costo che prevede l’uso di un microcontrollore di tipo general purpose e un convertitore A/D esterno. Sebbene le più recenti tendenze privilegiano l’integrazione di tutti in componenti all’interno del microcontrollore, verrà mostrato come un componente ADC121S625 della TI permette di risolvere problemi di natura analogica di una certa entità, assicurare risparmi a livello di microcontrollore e …

Commutazione e protezione dei circuiti elettronici in sistemi alimentati a batteria

I circuiti elettronici alimentati a batteria pongono vari problemi a un ingegnere di sistemi di alimentazione. Nel presente articolo, esploreremo le caratteristiche e i vantaggi offerti da un nuovo dispositivo a micropotenza di protezione della batteria, ideale per impieghi delle batterie che spaziano in vari settori: automotive, medicale, e consumer.  Introduzione A un livello teorico, i circuiti correlati alla batteria (prima della conversione CC/CC) possono essere divisi in quattro funzioni: selezione della potenza, carica (per le batterie ricaricabili), monitoraggio e protezione. Il circuito di selezione della potenza stabilisce le priorità fra le varie fonti di alimentazione in genere disponibili …

Scheda di Controllo carichi con TRIAC e protocollo RC5

In questo articolo parleremo, a completamento del precedente, della scheda TRIAC che verrà comandata dalla Mainboard con PIC16F876A, mediante protocollo RC5. Questa interfaccia permetterà il comando di apparecchiature in corrente alternata a distanza, con un comunissimo telecomando IR . Partiremo dalla descrizione del componente fondamentale che è il TRIAC, illustrando nel dettaglio il circuito di comando realizzato per mezzo di fotoaccoppiatore con zero-crossing MOC3041. Questo può essere un punto di partenza per tutti coloro che hanno voglia di cimentarsi nello studio del controllo di carichi di potenza a distanza tramite il comune protocollo ad infrarossi. Inoltre, prendendo spunto da questa interfaccia se ne …

La ricarica delle batterie e l’arte di arrangiarsi

La maggior parte del mondo in cui viviamo ormai va a batteria. Le batterie sono belle e comode,  perché ci svincolano dai cavi e ci permettono di usare qualsivoglia aggeggio dove e come più ci piace. Le batterie però hanno anche la sfortunata tendenza a scaricarsi, il che ci costringe di tanto in tanto a riattaccarle alla corrente. Nel mondo di oggi, un caricabatterie è importante tanto quanto il dispositivo che usa la batteria stessa. Tuttavia, se lo smartphone ve l’hanno venduto con il caricabatterie incluso nel prezzo, la batteria per il drone probabilmente vuole un caricabatterie apposta, magari …

BJT come switch, il driver e il suo funzionamento

In molte applicazioni dell’elettronica digitale, avere dei buoni interruttori è estremamente importante. La bassa resistenza e semplicità di controllo hanno reso i transistori ad effetto campo preponderanti nella scelta degli switch, tuttavia, rispetto ai loro parenti bipolari (no, non sono transistor dalla personalità multipla), hanno un costo maggiore e nelle applicazioni a bassa potenza per esempio si potrebbe voler ridurre il costo del design. Un BJT è formato da due giunzioni PN attaccate (una giunzione non è nient'altro che un diodo), a differenza del MOSFET la conduzione di corrente ha contributi sia di cariche negative (elettroni) sia di cariche …

Come prevenire le manomissioni dei contatori elettrici

Dalla sua scoperta, l’energia elettrica si è velocemente diffusa ed imposta nella vita di tutti i giorni arrivando alla portata di tutti e sostituendo quasi completamente tutte le altre forme di energia comunemente usate, arrivando fino ai combustibili fossili usati dalle nostre automobili. L’arrivo dell’energia elettrica a casa di tutti, ha portato alla nascita di nuove problematiche e rispettive soluzioni per la produzione, la distribuzione e la regolarizzazione ed è proprio in quest’ambito che nel corso degli anni sono stati creati ed installati contatori, dai primi modelli analogici fino ai nuovissimi digitali, in modo da conoscere e misurare i consumi …

Soluzioni di alimentazione innovative per i sistemi di trasporto

I sistemi di trasporto possono avere gamme della tensione d’ingresso fino a 14V (autoveicoli con una sola batteria), 28V (autocarri, autobus e aeroplani con due batterie) o anche maggiore, e richiedono una o più linee a bassa tensione per sistemi digitali. I progettisti di tali sistemi devono quindi sapere come possono ridurre elevate tensioni d’ingresso in modo semplice, efficiente e affidabile. Esigenze di un sistema di trasporto Quando un’applicazione richiede efficienza elevatissima della conversione di potenza per ridurre al minimo il calore generato a causa della dissipazione di potenza durante la conversione, può essere di ausilio un regolatore a …

Le applicazioni sensibili al rumore richiedono regolatori LDO con livelli ultrabassi di rumore

I regolatori lineari sono circuiti integrati che riducono il valore di una tensione senza bisogno di un induttore. Il regolatore lineare LDO (low dropout) ricade in una particolare tipologia di regolatori lineari, in cui la caduta di tensione – la differenza tra le tensioni di ingresso e uscita necessaria per assicurare la regolazione – in genere è minore di 400mV. I primi progetti di regolatori lineari offrivano cadute di tensione pari a circa 1,3V, così che per un ingresso di 5V, la massima uscita ottenibile era uguale a soli 3,7V affinché il dispositivo rimanesse nel campo di regolazione. Più …

Control loop design per l’ottimizzazione delle batterie agli ioni di litio

Il risparmio energetico e la tutela ambientale giocano un ruolo importante nella vita quotidiana delle persone, con l’introduzione di sistemi che fanno sempre di più affidamento alle energie alternative (pensiamo ai sistemi fotovoltaici con accumulatori per sopperire alla mancanza di energia). Le tecnologie utilizzano grandi quantità di batterie ricaricabili, efficienti ed in genere agli ioni di litio. In un primo storico approccio la loro capacità di storage venne vista come un notevole vantaggio rispetto all’efficienza migliorata poi nel corso del tempo. Un tipico goal al risparmio energetico è quello di immagazzinare energia durante i periodi di non di punta …

La scelta dell’alimentazione per i dispositivi wireless remoti

Confrontando le differenze di prestazioni tra le batterie di tipo commerciale e quelle di livello industriale, è possibile identificare il tipo di alimentazione che offre i maggiori risparmi sui costi a lungo termine. Quello che stiamo vivendo è sicuramente un momento emozionante per la tecnologia wireless a distanza. Ciò è stato determinato dalla concomitanza di una serie di sviluppi favorevoli, tra cui il rapido emergere dell’Internet delle Cose a livello Industriale (IIoT), ed il continuo sviluppo di protocolli di comunicazione a bassa potenza quali ZigBee, Bluetooth, DASH7, INSTEON, e Z-Wave. I recenti progressi compiuti dalla tecnologia delle batterie al litio …

Alimentatore da laboratorio regolabile 45 W

In ogni laboratorio è fondamentale la presenza di almeno un alimentatore regolabile. La maggior parte dei dispositivi richiede un’alimentazione, sia essa singola o duale. I valori possono variare, si passa da qualche volt fino ad arrivare all’ordine di qualche decina. Gli alimentatori stabilizzati appartengono a due categorie: lineari e switching. Gli alimentatori lineari trovano spazio in applicazioni che richiedono un basso ripple e di conseguenza un basso rumore, utilizzano un trasformatore e una serie di circuiti raddrizzatori e processi di filtraggio per produrre una tensione continua molto pulita. Con opportuni potenziometri è possibile regolare il livello di tensione desiderato. …

Indirizzamento per la gestione dei sistemi di alimentazione

La base di tutte le applicazioni PMBus, compresa la gestione dei sistemi di alimentazione (PSM, power system management) è la possibilità, per il master PMBus (host del sistema) di comunicare con tutti gli slave PMBus (controller PSM, manager PSM, µModules PSM e dispositivi monolitici PMBus) sul bus. Ogni slave presente sul bus deve avere un indirizzo unico che non sia in conflitto con altri dispositivi. Il master del bus deve anche essere in grado di comunicare con gli slave PSM in alcune situazioni meno ovvie: Individuazione di indirizzi, Azioni globali, Tensioni multifase, Memoria non volatile (NVM) non valida, Multiplatori …

Voltage Reference nel sensing dei processi industriali di controllo

I grandi impianti industriali si affidano a strumentazione elettronica per fornire misurazioni accurate e stabili per controllare i loro processi. La stabilità di uno strumento è essenziale e dipende dalla sua applicazione e l'ambiente in cui esso opera. Le temperature fluttuanti,  le condizioni di produzione difficili, l'umidità e il tempo trascorso sono tutti fattori che influenzano la stabilità.  Quando un sensore o strumento subisce variazioni di temperatura o stress fisico, nel corso del tempo le sue prestazioni cominceranno a subire dei degradi ( 'deriva’ o drift). In questo caso i dati di misura dal sensore diventano inaffidabili e possono …

Gli effetti di rumore di una linea di alimentazione

Alimentando un circuito, ci si preoccupa che la sorgente sia stabile, entro un determinato range. Ma se non lo fosse? Quante volte abbiamo sentito parlare di disturbi dell’alimentazione? Può un’alimentazione creare rumore in un circuito, o rendere corrotti i suoi risultati? Esiste un modo per quantificare gli effetti di disturbo di una linea di alimentazione? Ovviamente si, ed è un parametro con cui chiunque progetti circuiti, si sarà scontrato almeno una volta. Vediamo in dettaglio come capire, ed usare a nostro vantaggio, il PSRR. Introduzione Il PSRR (Power Supply Rejection Ratio) è la capacità di un circuito di rigettare …