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).
L’arte di progettare convertitori CC/CC efficienti e compatti è esercitata da un gruppo scelto di ingegneri che hanno le conoscenze profonde di fisica e matematica necessarie per la progettazione di dispositivi di conversione, unitamente a una lunga esperienza al banco. Introduzione Per progettare con eleganza un convertitore CC/CC occorre conoscere a fondo i diagrammi di Bode, le equazioni di Maxwell e i problemi correlati alla scelta dei poli e degli zero. I progettisti di circuiti integrati spesso evitano di far fronte al temuto problema del calore – un compito che solitamente ricade sull’ingegnere responsabile del package. Il calore costituisce …
I sistemi IoT consistono in un gran numero di nodi collegati tra di loro, il tutto rappresentando, di fatto, una infrastruttura di sensori e attuatori intelligenti che devono lavorare a stretto contatto con alimentatori efficienti. La Recom ha realizzato una serie di convertitori AC/DC in piccoli package per offrire la miglior efficienza del settore. Introduzione Migliaia di sensori sono alimentati con intelligenza embedded con l'obiettivo di sostenere la rapida crescita dell'IoT. L'impatto significativo sul consumo mondiale di energia da questi prodotti "sempre connessi" ha determinato la necessità di convertitori di potenza compatti e altamente efficienti, con un consumo di …
In applicazioni con FPGA e ASIC sono richieste diverse tensioni di alimentazione, per il core, per gli I/O e in taluni casi anche una terza tensione per l’alimentazione dei circuiti ausiliari. Ecco come scegliere il sistema di alimentazione più idoneo anche in termini di ingombro su PCB, risposta ai transitori ed efficienza. Nei mercati super-competitivi di oggi, che vedono una sempre più crescente pressione del time-to-market relativamente ai sottosistemi elettronici, l’importanza di FPGA e ASIC è cresciuta enormemente per il fatto che da questi componenti deriva la funzionalità di numerosi nuovi sistemi. Uno dei fattori più critici di un sistema basato su una FPGA è …
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 …
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 …
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 …
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 …
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 …
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 …
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 …
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 …
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 …
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, …
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 …
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 …
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 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 …
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 …
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 …
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 …
