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).
In tutti i dispositivi elettronici casalinghi è necessario realizzare un convertitore di tensione da alternata a continua per poter garantire la generazione delle tensioni necessarie al corretto funzionamento delle apparecchiature. L’ambito domestico non è il solo interessato a queste tipologie di trasformazione delle tensioni e ci sono diversi aspetti e considerazioni da tener in mente per la scelta e progettazione della soluzione più adatta alle proprie esigenze. In questo articolo andremo ad approfondire le principali tipologie di convertitori AC/DC indicando gli aspetti fondamentali per selezionare la tipologia di convertitore maggiormente adatta alle proprie esigenze.
L'ADE9430 di Analog Devices è un avanzato dispositivo di monitoraggio dell'energia polifase e della qualità dell'alimentazione, altamente accurato e completamente integrato. Panoramica di ADE9430: caratteristiche e vantaggi L'ADE9430 di Analog Devices è un dispositivo per il monitoraggio della qualità dell'alimentazione ad alte prestazioni ed energia polifase. Diamo uno sguardo ai dettagli del prodotto: spiccano innanzitutto le prestazioni analogiche superiori e un core di elaborazione del segnale digitale (DSP), caratteristiche queste che consentono un accurato monitoraggio dell'energia su un'ampia gamma dinamica. L'ADE9430 è pertanto un processore/System on Chip (SoC) della tecnologia di monitoraggio della qualità dell'alimentazione. Un riferimento di fascia …
Settori quali le energie rinnovabili, l’aerospaziale, gli elettrodomestici, il trasporto di massa e di recente la mobilità elettrica hanno posto sempre particolare attenzione sui dispositivi elettronici da utilizzare per gestire le grandi potenze necessarie al pilotaggio dei motori elettrici o degli inverter per trasformare le correnti continue in alternate. Negli ultimi anni, la crescente necessità di efficienza e riduzione delle perdite per l’incremento dell’autonomia dei veicoli elettrici ha portato dunque al perfezionamento delle tecnologie con innumerevoli innovazioni sia dal punto di vista dei processi tecnologici che dal punto di vista dell’industrializzazione e degli algoritmi di controllo. In questo scenario …
Nella Progettazione delle schede elettroniche di qualsivoglia tipologia, un passaggio fondamentale e critico è sempre la Progettazione degli stadi di alimentazione. Infatti, in genere, a partire dalla tensione di ingresso che può essere DC o anche AC nei componenti collegati direttamente alla rete elettrica, è fondamentale andare a generare tutte le tensioni necessarie al corretto funzionamento del dispositivo. Inoltre, quando si lavora con microcontrollori, FPGA, ASIC e via dicendo, le tensioni di alimentazione da realizzare possono essere molteplici. La strategia di conversione della tensione in ingresso nelle tensioni necessarie è fondamentale per garantire non solo il corretto funzionamento ma …
Con questo articolo si conclude la serie di articoli "Oggi i PIC consumano meno" della Rubrica Firmware Reload di Elettronica Open Source. In questa rubrica sono stati inseriti gli articoli facenti parte della precedente rivista cartacea Firmware. SUGGERIMENTO 9: USO DELL’OPZIONE “TWO-SPEED START-UP” Two-speed start-up è un’utile caratteristica di alcuni dispositivi nanoWatt e di tutti i dispositivi nanoWatt XLP che permette di ridurre i consumi dal momento che consente il wake–up e il ritorno alla modalità sleep più velocemente. Si può impostare una frequenza su un clock interno in fase di start-up tramite il registro OSCCON: la Figura 1 dà …
Seconda puntata della serie "Oggi i PIC consumano meno" per la Rubrica Firmware Reload di Elettronica Open Source. SUGGERIMENTO 4: USARE RESISTENZE DI PULL-UP DI VALORE ELEVATO È più conveniente dal punto di vista del consumo usare resistenze di pull-up di valori più grandi sui pin di I/O come i segnali MCLR, I2C™, per switch e partitori di tensione. Per esempio, una tipica resistenza di pull-up per un segnale I2C è di 4,7 Kohm. Quando si ha trasmissione, il consumo è di circa 700 μa con una tensione di 3,3V. Incrementando il valore della resistenza fino a 10 Kohm, …
Sempre più in basso si assestano i consumi dei microcontrollori PIC della serie nanoWatt eXtreme Low Power (nanoWatt XLP™, che migliorano ulteriormente la tecnologia originaria nanoWatt, riducendo in modo drastico il consumo statico e offrendo molte soluzioni flessibili per il controllo dei consumi (power management). La Microchip continua a rendere disponibili prodotti innovativi che sono più piccoli, più veloci, più facili da usare e più affidabili. I microcontrollori PIC® basati su tecnologia Flash (MCU) vengono utilizzati in un’ampia gamma di prodotti di largo consumo, dai rilevatori di fumo all’illuminazione negli ospedali, fino a prodotti industriali, dell’automazione e medici. I …
Questo articolo rappresenta la seconda parte della serie "Low Power Capacitive Sensing" all'interno della Rubrica Firmware Reload di Elettronica Open Source. Si tratta di una serie di articoli tecnici che fanno parte della rivista cartacea Firmware, e contenenti argomenti di interesse per ingegneri elettronici, professionisti del settore e appassionati di progettazione elettronica. FUNZIONALITÀ DEL SISTEMA A questo punto, è necessario definire quali sono i compiti e le funzionalità attive nelle diverse modalità operative del sistema. Nella modalità attiva abbiamo un utente che sta interagendo con il dispositivo. L’interfaccia utente deve essere funzionante al 100% e rispondere velocemente agli stimoli …
In questo articolo parliamo di come realizzare l’interfaccia utente di una applicazione a basso assorbimento progettata utilizzando una tecnica a rilevamento capacitivo. L’impiego di sensori capacitivi per applicazioni di interfaccia verso l’utente sta sempre più aumentando grazie alla possibilità di ridurre i costi, incrementare la vita dei prodotti riducendo l’utilizzo di componenti meccanici, e accrescere l’attrattività del prodotto dal punto di vista estetico e dell’utilizzo. Sono molte le applicazioni in cui la pressione di pulsanti meccanici e potenziometri viene sostituita da pulsanti capacitivi, controlli a cursore e a rotella. Gli esempi più classici sono controlli per la regolazione di …
Texas Instruments costruirà a Lehi, nello Utah, la sua prossima fabbrica di wafer semiconduttori da 300 millimetri. Il nuovo stabilimento industriale produrrà quotidianamente decine di milioni di chip di elaborazione analogici ed embedded che saranno destinati a qualunque applicazione elettronica. Texas Instruments Incorporated (TI) ha dichiarato l'intenzione di ampliare la sua offerta produttiva di semiconduttori attraverso la costruzione del suo prossimo impianto produttivo per la fabbricazione di wafer semiconduttori da 300 millimetri a Lehi, nello Utah. Da sempre, Texas Instruments progetta, produce, testa e vende chip di elaborazione per mercati diversificati come quello industriale, automobilistico, dell'elettronica personale, delle apparecchiature …
Questo articolo rappresenta la terza puntata della serie "Il Vostro Amplificatore Operazionale Oscilla?" all'interno della Rubrica Firmware Reload di Elettronica Open Source. PROBLEMI RELATIVI AL CARICO Il margine di fase può essere ridotto non solo dalla capacità di retroazione ma anche dalla capacità di carico. La Figura 1 mostra l’impedenza di uscita dell’LTC6268 in funzione della frequenza per alcuni valori del guadagno. Si noti che l’impedenza di uscita a guadagno unitario è minore rispetto a quella a guadagno superiore. La retroazione completa consente al guadagno ad anello aperto di ridurre l’impedenza di uscita propria dell’amplificatore. Quindi, l’impedenza di uscita quando …
Seconda puntata della serie di articoli "Il Vostro Amplificatore Operazionale Oscilla?" della Rubrica Firmware Reload. In questa rubrica sono presenti gli articoli tecnici della passata rivista cartacea Firmware, che contengono tantissimi argomenti sull'elettronica di interesse per makers e professionisti. AMPLIFICATORI DE-COMPENSATI Sebbene l’LTC6268 sia alquanto stabile a guadagno unitario, alcuni amplificatori operazionali non lo sono, deliberatamente. Progettando il circuito di compensazione dell’amplificatore in modo che quest’ultimo sia stabile solo a guadagni ad anello chiuso maggiori, i compromessi nella progettazione possono assicurare slew-rate superiori, GBF più ampi e rumore d’ingresso inferiore rispetto agli amplificatori compensati a guadagno unitario. La Figura …
I progettisti di circuiti analogici fanno quanto possibile affinché gli amplificatori siano stabili nella fase di progettazione, ma si possono verificare molte situazioni che, causando instabilità, fanno sì che un amplificatore oscilli durante il funzionamento effettivo. Carichi di tipo diverso, reti di retroazione progettate impropriamente, filtratura insufficiente dell’alimentazione possono scatenare questi fenomeni. Infine, gli ingressi e le uscite possono oscillare autonomamente come sistemi a una porta. Questo articolo illustra alcune cause frequenti di auto-oscillazione e i corrispondenti rimedi. ALCUNI CONCETTI FONDAMENTALI La Figura 1a mostra il diagramma a blocchi di un amplificatore non “rail-to- rail”. Gli ingressi controllano il …
Con il sistema big.LITTLE è possibile incrementare le prestazioni e prolungare la durata delle batterie, due fattori cruciali per lo sviluppo delle applicazioni mobile di prossima generazione. L’architettura di elaborazione big.LITTLE presentata recentemente da ARM risponde a una precisa esigenza espressa dall’industria elettronica attuale: creare un System on Chip (SoC) in grado di fornire, contemporaneamente, un’elevata capacità di elaborazione unita a un eccellente valore di efficienza energetica, tale da consentirne l’alimentazione con le normali batterie. Come è possibile intuire dal nome stesso, l’architettura big.LITTLE si basa su due componenti fondamentali: il processore ARM Cortex-A15 (il componente "big"), e il …
Questo articolo rappresenta la terza parte della serie "Migliorare la resistenza alle ESD" della Rubrica Firmware Reload. ALIMENTATORE SWITCHING LOW-COST Una versione low-cost dell’alimentatore switching, detto alimentatore switching non isolato è una possibile alternativa al dropper passivo. La corrente che si riesce a ottenere non può eccedere i 400 mA ma potrebbe migliorare con i progressi della tecnologia switching. Gli schemi di Figura 1 mostrano due possibili esempi di alimentatore non isolato, il numero dei componenti è ridotto, così come i costi e la complessità. Ovviamente, però, a scapito della compatibilità EMC. Come per le altre versioni low-cost viste …
Le pompe di carica ad alta tensione semplificano la conversione di potenza rispetto ai regolatori di commutazione basati su induttore, rendendo più facile il compito dei progettisti e contribuendo notevolmente alla riduzione dei costi di progetto. POMPA DI CARICA BUCK LTC3255 L’LTC3255 offre la robustezza di un LDO, ma è più semplice di un convertitore. Si tratta di un versatile convertitore step-down a capacità commutata e ad alta tensione che fornisce una corrente di uscita fino a 50mA. Nelle applicazioni in cui la tensione di ingresso supera due volte la tensione di uscita, una pompa di carica offre quasi …
Benvenuti a un nuovo appuntamento con la Rubrica Firmware Reload di Elettronica Open Source. In questa seconda parte dell'articolo "USB 3.0: SuperSpeed con il “-25%” dei Consumi!" continueremo ad approfondire lo standard USB 3.0, le sue specifiche e le sue caratteristiche. L’USB 3.0 offre nuove prestazioni da primato in termini di velocità di trasferimento, e nuove opportunità per prolungare la vita dei dispositivi a batteria, sia che siano “host” o “device”, grazie ad una serie di caratteristiche che operano in maniera indipendente a livello hardware. TRANSIZIONE DA U0 A U1 Ogni lato del link può iniziare una transizione U0→U1 …
Le pompe di carica ad alta tensione sono in grado di semplificare la conversione di potenza rispetto ai regolatori di commutazione che sono basati su induttore. Ciò rende più facile il compito dei progettisti e contribuisce notevolmente alla riduzione dei costi di progetto. In questo articolo analizziamo come e perché questo è possibile. UNA SEMPLICE SOLUZIONE AD ALTA TENSIONE Per le applicazioni nei settori auto e industriali, sono state realizzate semplici e innovative pompe di carica buck-boost e buck, monolitiche, ad alta tensione. La prima di queste è l’LTC3245, una versatile pompa di carica buck-boost ad alta tensione, da …
Le pompe di carica ad alta tensione semplificano la conversione di potenza rispetto ai regolatori di commutazione basati su induttore, rendendo più facile il compito dei progettisti e contribuendo notevolmente alla riduzione dei costi di progetto. In questo articolo vediamo come e perché. Le pompe di carica, o convertitori di tensione a capacità commutata, occupano un piccolo spazio dello spettro operativo, tra i regolatori a commutazione lineari e quelli basati su induttore, e offrono un progetto alternativo al progettista poco incline a utilizzare le induttanze. Rispetto agli LDO, le pompe di carica hanno bisogno di un condensatore supplementare (detto …
In questo articolo della Rubrica Firmware Reload analizziamo un approccio differente per componenti digitali che richiedono tensioni in ingresso pari o inferiori a 3,3V. PACKAGE CON FUNZIONALITÀ TERMICHE AVANZATE Il package LGA del dispositivo consente la dissipazione del calore dalla parte superiore e inferiore, facilitando l’impiego di un telaio metallico o un dissipatore BGA. Questo fattore di forma garantisce un’ottima dissipazione termica, con o senza flusso d’aria. Nella Figura 1 si vede l’immagine termica IR della parte superiore dell’LTM4611 che indica una perdita di potenza di soli 3,2W senza flusso d’aria, testata su banco da laboratorio, con conversione di …
