Conversione di potenza - Ricarica wireless

Innovazione: una parola altisonante utilizzata spesso in ambito tecnologico. Le legge di Moore è ormai obsoleta e la curva degli sviluppi tecnologici sta raggiungendo nuovi picchi. Tuttavia, se siete tra coloro che hanno cercato di introdurre innovazioni progettuali, sapete come me che spesso è difficile trovare il tempo per la ricerca e le attività di collaudo necessarie perché si possa davvero parlare di innovazione. Per fortuna, molti dei nostri partner producono prodotti innovativi che semplificano il processo progettuale e noi di DigiKey siamo a vostra disposizione per darvi le informazioni che vi aiutino a trovare più velocemente la soluzione.

Il settore della conversione di potenza ha imboccato la strada dell'innovazione con prodotti che diventano sempre più piccoli, più efficienti e con maggiori capacità di storage. Se vi servono soluzioni che integrano ridondanza, regolazione della tensione, alternanza della corrente o altri stimolanti rompicapi, sapete che potete rivolgervi a DigiKey e ad Analog Devices, Inc. (ADI). Passiamo in rassegna alcune delle proposte pionieristiche di ADI.

Trovare soluzioni compatte e a basso consumo può essere davvero problematico, ma i prodotti ADI vengono in soccorso. In questo video, che presenta caricabatterie wireless per protesi acustiche e applicazioni palmari, si parla dei caricabatterie wireless LTC4123 e LTC4126 di ADI, rispettivamente per le batterie NiMH e agli ioni di litio. Entrambi sono perfetti per la ricarica delle protesi acustiche. Altri ricevitori per caricabatterie wireless presi in considerazione nel video sono i modelli LTC4124 e LTC4120, oltre al trasmettitore di potenza wireless LTC4125.

LTC4123 è un ricevitore wireless a basso consumo per la ricarica di batterie NiMH fino a un massimo di 25 mA di corrente. I dispositivi da ricaricare possono essere contenuti in involucri impermeabili, eliminando la necessità di qualsiasi connettore. Questo ricevitore è in grado di rilevare la propria temperatura e di mettere in pausa la ricarica quando diventa troppo caldo o troppo freddo. LTC4123 viene proposto in un contenitore DFN di 2 x 2 mm e bastano quattro componenti esterni per creare una soluzione completa. È disponibile una scheda dimostrativa, DC2302A, che consente ai progettisti di testare il funzionamento di LTC4123 per verificarne l'idoneità alla loro applicazione.

Scheda dimostrativa DC2302A per LTC4123. (Immagine per gentile concessione di Analog Devices)

LTC4126 è un caricabatterie wireless a basso consumo per batterie agli ioni di litio. Dispone di un regolatore step-down integrato c.c./c.c. con una pompa di carica multimodale a basso rumore alimentata dalla batteria, che fornisce un'uscita regolata di 1,2°V. Il tempo di carica è controllato da un timer di terminazione di 6 ore e la corrente di carica è fissa a 7,5°mA. LTC4126 dispone di protezione da sottotensione e viene proposto in un contenitore LQFN di 2 x 2 mm che necessita di un numero ridotto di componenti esterni per completare la soluzione. Per questo dispositivo esiste anche una scheda dimostrativa, DC2663A-KIT, che consente di valutarla nel contesto della specifica applicazione.

Scheda dimostrativa DC2663A-KIT per LTC4126. (Immagine per gentile concessione di Analog Devices)

Il caricatore wireless LTC4124 è simile al modello LTC4123 ma serve per le batterie agli ioni di litio e ha una corrente di carica selezionabile tramite pin che arriva a 100 mA. Dispone di ingresso NTC e di disconnessione dalla batteria per evitare un eccessivo scaricamento; viene proposto in un contenitore LQFN di 2 x 2 mm. LTC4124 dispone di più di una scheda dimostrativa, tra cui una per 50°mA e una per 100°mA di carica.

La scheda dimostrativa DC2770A-A-KIT per LTC4124 è impostata per un'uscita di 50 mA. Per l'uscita da 100°mA è disponibile un altro kit dimostrativo, DC2270A-B. (Immagine per gentile concessione di Analog Devices)

Il ricevitore wireless e il caricabatterie LTC4120 possono essere utilizzati per le batterie ai polimeri di litio (LTC4120-4.2) e, in virtù della tensione di flusso programmabile, LTC4120 può accettare batterie con diverse composizioni chimiche. La corrente di carica può essere impostata su qualsiasi valore compreso tra 50 mA e 400 mA tramite un resistore esterno. Questi dispositivi utilizzano una tecnica che va sotto il nome di controllo di armonizzazione dinamico (DHC) che effettua la carica senza contatto in modo estremamente efficiente attraverso un traferro. LTC4120 può essere usato in ambienti industriali difficili e per dispositivi medici. LTC4120-4.2 dispone di una scheda di valutazione (DC2181A-A) mentre le scheda dimostrative per LTC2140 e LTC4125 sono abbinate in un loro proprio pacchetto di schede dimostrative (DC2386A-B).

Il kit dimostrativo DC2386A-B comprende un ricevitore LTC4120 e un trasmettitore LTC44125. (Immagine per gentile concessione di Analog Devices)

Il trasmettitore di potenza wireless monolitico LTC 4125 può erogare 5 W a un ricevitore adeguatamente sintonizzato. Questo dispositivo utilizzava la commutazione di autorisonanza per regolare automaticamente la frequenza di comando in base alla frequenza di risonanza della rete LC. Il modello LTC4125 è disponibile in un contenitore QFN di 4 x 5 mm.

Un altro aspetto della potenza di cui si occupa ADI è quello dei controller di potenza. I controller sono cambiati e si sono evoluti come più o meno qualsiasi altro prodotto di potenza. Molta acqua è passata sotto i ponti da quando la sincronizzazione comportava calcoli matematici e la stabilizzazione manuale; attualmente ADI propone controller sincroni step-down, di cui il modello LTC7821 è l'esempio più recente. Con LTC7821 è possibile raggiungere un'efficienza del 97% in applicazioni tipiche da 48 a 12 V con una commutazione a 500 kHz. In confronto ai dispositivi tradizionali, questo convertitore sincrono step-down ibrido ha prestazioni EMI ed efficienza migliori, che possono essere compensate solo a un terzo della frequenza di commutazione. Il modello LTC7821 viene proposto in un contenitore QFN di 5 x 5 mm. È disponibile una scheda dimostrativa, il modello DC2787A, per valutare l'utilizzo di LTC7821 nelle vostre applicazioni.

Scheda dimostrativa DC2787A per la valutazione di LTC7821. (Immagine per gentile concessione di Analog Devices)

Concentrandosi sull'affidabilità, l'aderenza ai requisiti di potenza e sulla progettazione d'avanguardia, Analog Devices e DigiKey hanno faticosamente realizzato una serie di soluzioni attivabili tramite la semplice pressione di un pulsante. Le soluzioni di Analog Devices per la gestione della potenza rispondono con velocità ed efficienza a numerosi bisogni energetici, aiutandovi a portare i vostri progetti nel mondo reale molto più velocemente. Stimoliamo i progetti di oggi per aprire la strada a un domani all'insegna dell'innovazione.