Le sfide energetiche nella progettazione

EFFICIENZA ENERGETICA –

Le soluzioni PowerWise proposte da National Semiconductor consentono ai progettisti di realizzare progetti energeticamente efficienti e rispettosi dell’ambiente.

Quali sono le sfide più critiche che un progettista deve affrontare per portare al successo un nuovo prodotto? In tutti i tipi di applicazione, dai cellulari alle infrastrutture, dal medicale alla sicurezza fino ai sistemi video, esiste una necessità comune: l'efficienza energetica.
L'efficienza energetica si traduce per il consumatore in prodotti a basso consumo energetico che contribuiscano a rallentare la corsa sfrenata all'aumento dei costi dell'energia elettrica e la consapevolezza di dover contribuire alla salute dell'ambiente, tema all'ordine del giorno di governi, istituzioni pubbliche e aziende private. Un ulteriore esempio di efficienza energetica è quello della dissipazione del calore in sistemi sempre più sofisticati di dimensioni estremamente ridotte. Ad esempio, gli attuali rilevatori di fumo montano sistemi di videosorveglianza; nel settore elettromedicale gli apparati a ultrasuoni diventano più piccoli di un laptop; in ambito telecom le infrastrutture wireless vengono inserite in contenitori miniaturizzati che generano più calore senza lo spazio per dissiparlo. Un altro punto da non sottovalutare è quello relativo alla durata delle batterie. Molti cellulari di ultima generazione offrono le capacità multimediali e la connettività a larga banda di un laptop di un anno fa. Questo è un esempio significativo di come, in questo ambito, l'efficienza energetica possa diventare un fattore limitante.

La proposta National

L'efficienza generale di apparecchi portatili alimentati a batteria viene garantita da sistemi migliorativi dedicati come le soluzioni PowerWise sviluppate da National Semiconductor. Introdotta nel 2002 per le applicazioni portatili, la tecnologia innovativa PowerWise di National consente la gestione intelligente dell'energia del processore usando la tecnica Avs (Adaptive voltage scaling). Usando la proprietà intellettuale PowerWise di National integrata nel processore assieme a circuiti integrati compatibili per la gestione dell'alimentazione, è possibile ridurre il consumo energetico anche del 70%, estendendo la durata della batteria. Inoltre questo dispositivo supporta la tecnica Avs per consentire al processore di regolare adattativamente la propria tensione di alimentazione al valore minimo richiesto, riducendo considerevolmente il consumo di energia globale rispetto a un sistema convenzionale free-running. Il marchio PowerWise è stato esteso a tutti i prodotti ad alta efficienza della società, che presentano caratteristiche peculiari nel rapporto tra prestazioni ed efficienza energetica a livello di singolo componente, ma anche quelli che consentono di realizzare, se utilizzati unitamente ad altri dispositivi National, soluzioni ad elevata efficienza energetica, soluzioni come il primo amplificatore operazionale Cmos a bassa dissipazione, il primo regolatore Ldo (Low Drop Out) micropower che estende l'intervallo di utilizzo di una batteria del 10% e l'invenzione della tecnologia Lvds che consente un risparmio di potenza del 90% rispetto all'RS485.

A proposito di illuminazione

Più del 35% del consumo energetico mondiale viene utilizzato per l'illuminazione. Poiché la tecnologia Led ha attualmente raggiunto efficienze luminose che competono con le sorgenti luminose comuni come le lampade ad incandescenza e fluorescenti, comprese le lampade Ccfl (Cold Cathode Fluorescent Lamp), con efficienze superiori alle lampade incandescenti e senza i composti chimici pericolosi delle fluorescenti, l'illuminazione a Led sta acquisendo popolarità come soluzione per una illuminazione rispettosa dell'ambiente. La possibilità di controllare la temperatura di colore con un dimming elettronico rende l'illuminazione a Led apprezzata dai designer di illuminazione per interni.
È stato ormai dimostrato che l'odierna tecnologia Led può essere 4 o 5 volte più efficiente della lampadina a incandescenza di Edison. La tecnologia Led a semiconduttori insieme alle soluzioni di pilotaggio di National Semiconductor consentirà una ulteriore espansione nell'adozione dei Led in display Tft di grandi dimensioni, lampadari, luci frontali per l'auto e tutte le altre applicazioni dove sono necessari efficienza e affidabilità.

L'impegno verso l'efficienza

Il portafoglio di driver per il pilotaggio di Led e lo strumento on-line Led Webench di National consentono ai progettisti di sviluppare soluzioni di illuminazione flessibili e rispettose dell'ambiente. National è fortemente impegnata nel divenire un partner strategico dei propri clienti per la progettazione di sistemi ad alta efficienza energetica. Nei prossimi mesi saranno varate nuove iniziative e verranno introdotti nuovi prodotti, tool di sviluppo e metriche per la valutazione dei sistemi che rispondono alle prerogative di efficienza richieste dal mercato.

Per fare una scelta davvero efficiente

A livello di sistema National aiuta a risolvere i problemi legati all'efficienza energetica con dispositivi integrati della famiglia PowerWise, ma anche con architetture di sistema uniche che possono essere inserite nei componenti stessi o rese disponibili sotto licenza come blocchi di proprietà intellettuale. Per facilitare l'ottimizzazione del consumo e delle prestazioni, National ha fissato una serie di parametri utili al progettista di sistemi nella comparazione e nella selezione di componenti e sottosistemi analogici ad elevata efficienza energetica. National ha fissato precisi criteri per quanto riguarda il consumo e le prestazioni, e sta fissando gli standard che fino ad oggi non esistevano. In funzione del tipo di dispositivo, National ha usato formule pratiche, specifiche per prodotto, che comprendono le misure comunemente utilizzate dai progettisti, allo scopo di determinare le specifiche di efficienza relative a 24 famiglie di prodotti. Ad esempio, i parametri relativi a un convertitore dati high-speed riguardano sia le prestazioni dinamiche che l'energia consumata. National ha pubblicato i parametri relativi alla famiglia PowerWise, unitamente a informazioni tecniche descrittive e altre utili risorse utili, sul suo sito Web www.national.com/powerwise.

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