Potenza e controllo per l’illuminazione

In un periodo economico di incertezza, il messaggio agli ingegneri di progetto è chiaro: risparmiate denaro. Nei progetti di illuminazione a Led, questo messaggio deve essere ancora più chiaro in quanto gli stessi Led sono spesso responsabili di una fetta importante della lista dei materiali. Un dispositivo disponibile sul mercato garantisce la soluzione necessaria per aiutare a ridurre i costi: si tratta del PowerPSoC di Cypress, il primo controller embedded di potenza al mondo.

Integrazione senza precedenti
Il PowerPSoC offre agli utilizzatori un livello senza precedenti di integrazione: esso contiene infatti fino a quattro canali interni di rilevamento della corrente operanti a 6 MHz, quattro controller a isteresi da 2 MHz configurabili in modo indipendente come buck, boost o buck-boost, e quattro n-Fet low-side da 1 A, 32 V ciascuno. Giusto per non accontentarsi dello stadio di uscita, i PowerPSoC includono anche un regolatore d'ingresso da 32 V. Il vantaggio più ovvio che tutto questo garantisce ai clienti del settore del lighting è il costo. Un progetto di illuminazione standard può essere condensato in tre semplici sezioni. Prima di tutto l'elettronica per la regolazione della linea 12V-32V. Secondo, l'IC di controllo necessario per fornire alle stringhe Led una corrente regolata. Infine, un controller intelligente che s'incarica della regolazione e delle comunicazioni, oltre che di tutte le altre dotazioni aggiuntive necessarie al sistema. Nel PowerPSoC la regolazione, il controllo della corrente e il controller intelligente sono tutti integrati in un unico dispositivo a semiconduttore. Per comprendere appieno il potenziale dell'integrazione, bisogna passare da un solo canale di controllo Led a quattro. Per modificare in modo intelligente il colore, la temperatura di colore correlata e l'intensità, molti apparecchi Led richiedono più canali. In un sistema a quattro canali possiamo apprezzare l'esistenza di un loop di controllo a corrente costante per ciascun canale Led. Benché sia necessario un solo controller intelligente, questo comporta dei costi aggiuntivi. Il PowerPSoC integra totalmente questi controller aggiuntivi a corrente costante. Il potenziale di integrazione del PowerPSoC è evidente. Virtualmente, l'intero sistema Led a quattro canali è racchiuso in un solo dispositivo. Poiché ciascuno di questi canali a corrente costante può costare alcuni dollari, il risparmio a livello di bill of material può essere significativo.

Vantaggi che vanno oltre il costo
I costi non rappresentano l'unico vantaggio. Dal punto di vista progettuale, l'impiego di un controller embedded assicura una maggiore flessibilità rispetto all'uso di soluzioni discrete. Per esempio, i controller a isteresi interni dispongono di predisposizioni regolabili per quanto riguarda le tensioni di riferimento; ciò significa che la corrente costante necessaria al sistema di illuminazione può essere modificata digitalmente invece che attraverso dei sensori esterni di rilevamento. Un altro esempio prevede il ricorso all'uso di pin-funzione dedicati connessi a un sensore di temperatura esterno, utilizzato per pilotare il controller onboard in caso di condizioni di deriva termica. Flessibilità significa anche che un solo "motore" di illuminazione può essere utilizzato per più apparecchi: il PowerPSoC infatti è disponibile su dispositivi da 1 a 4 canali, compatibili a livello di pin. Ciò permette di risparmiare molte ore di attività ingegneristica grazie alla possibilità di riutilizzo dei progetti base nell'ambito di spazi d'impiego differenti, dalla luce bianca degli ambienti d'ufficio alle luci multicolore delle applicazioni di intrattenimento.

Estrema semplicità d'impiego
Tenendo conto che molti progettisti di illuminazione sono nuovi al mercato dei semiconduttori, il PowerPSoC è stato pensato per assicurare una notevole semplicità d'impiego. Per un canale di controllo dell'alimentazione, il PowerPSoC richiede tre moduli utente PSoC Designer (blocchi pre-configurati, pre-caratterizzati di codice per semplificare l'implementazione delle funzioni comuni) e tre linee di codice "C". La sezione di potenza è esposta in modo intuitivo per gli ingegneri che hanno familiarità con i loop a feedback di corrente. I moduli utente sono blocchi preconfigurati di codice che includono le predisposizioni dei registri e le Api. Per predisporre il primo modulo utente richiesto per un canale di potenza l'ingegnere deve solamente prelevare e trascinare un amplificatore di rilevamento corrente nella posizione richiesta. L'amplificatore di rilevamento corrente dispone di alcune predisposizioni regolabili, relative in particolare al guadagno, modo alternativo per modificare separatamente la corrente costante del sistema. Il secondo modulo utente è il Modulatore, un altro solido vantaggio offerto dal PowerPSoC rispetto ai dispositivi concorrenti (la maggior parte dei quali offre un numero ridotto di Pwm hardware a 8-10 bit). Il PowerPSoC offre quattro dimmer hardware a 16 bit, che possono essere configurati come Pwm o secondo due altre opzioni: la prima prevede il ricorso al PrISM con segnale a spettro disperso di Cypress, che permette di ridurre le Emi radiate da un sistema di illuminazione fino a 70 dB; la seconda è relativa al Pwm Dmm (Hardware Density Modulated), sempre di Cypress, un Pwm a 12 bit con dithering.  L'ultimo modulo utente è l'Hysteretic Controller, che si collega all'amplificatore di corrente e al modulatore oltre che all'n-Fet interno. Il tutto configurabile quindi per applicazioni buck, boost o buck-boost. E il codice "C" necessario? Tre comandi Start. Non potrebbe essere più semplice.

Risorse aggiuntive
Oltre ai canali di potenza illustrati sopra, il PowerPSoC include delle risorse analogiche e digitali aggiuntive per funzioni quali la gestione dei protocolli per le comunicazioni digitali, per esempio il DMX512 o il DALI, e delle interfacce utente - come ad esempio la tecnologia di controllo tattile CapSense brevettata da Cypress. Garantendo degli importanti risparmi, assicurando una notevole flessibilità di progetto e consentendo di implementare funzionalità aggiuntive, il PowerPSoC rappresenta un importante nuovo attore del mercato dell'illuminazione. Esso può fungere da cervello e muscolo di un sistema di illuminazione, gestendo le comunicazioni, le regolazioni, la tensione di ingresso e il controllo a corrente costante. A tutti i progettisti che stanno lavorando per sfruttare al massimo il potenziale dei Led, il PowerPSoC offre una soluzione perfetta in termini di creatività e costi.

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