Tecnologie diverse per esigenze di sistema diverse
Un convertitore DC/DC è progettato per convertire un livello di tensione continua in un altro. Nelle applicazioni mobili, i convertitori vengono comunemente utilizzati per fornire un'uscita definita e regolata a carichi ausiliari come sistemi di controllo, illuminazione, dispositivi di comunicazione, display, sensori ed elettronica di sicurezza.Un equalizzatore DC/DC svolge una funzione che va oltre la semplice conversione della tensione. Viene utilizzato principalmente nei sistemi a 24 V costituiti da due batterie da 12 V, dove il veicolo può richiedere anche un'alimentazione a 12 V per determinati carichi.
Invece di limitarsi a convertire la tensione, l'equalizzatore contribuisce a mantenere l'equilibrio tra le due batterie. I carichi a 12 V del sistema vengono alimentati dall'equalizzatore fino al suo limite di corrente. Se per un breve periodo è necessaria corrente aggiuntiva, la corrente in eccesso viene prelevata da una delle batterie. Una volta terminato il carico transitorio, l'equalizzatore ripristina l'equilibrio tra le due batterie.
Senza un bilanciamento correttivo, la batteria più debole può continuare a degradarsi più rapidamente. In molti casi, se una batteria si deteriora significativamente rispetto all'altra, entrambe devono essere sostituite insieme; in caso contrario, lo squilibrio si ripresenterà rapidamente. Rispetto alla sostituzione di entrambe le batterie, un equalizzatore può quindi rappresentare una misura preventiva economicamente vantaggiosa.
- Riduzione della capacità della batteria
- Durata di servizio ridotta
- Aumento dei costi di manutenzione e sostituzione
Perché lo squilibrio delle batterie viene spesso trascurato
Lo squilibrio delle batterie è un processo graduale. Le batterie collegate in serie raramente invecchiano allo stesso modo e i carichi ausiliari collegati a una sola batteria possono amplificare le differenze nel tempo.Questa situazione può verificarsi nelle applicazioni in cui i sistemi a batteria da 24 V alimentano carichi a 12 V distribuiti in modo non uniforme, soprattutto quando i requisiti di affidabilità sono elevati e i tempi di fermo imprevisti comportano conseguenze operative significative.
In questi sistemi, anche piccole differenze nel carico delle batterie possono gradualmente determinare una riduzione della capacità, una durata di servizio inferiore e maggiori costi di manutenzione.
Quando una batteria è regolarmente sottoposta a cicli di scarica più profondi rispetto all'altra, viene sottoposta a uno stress crescente. Alla fine, le prestazioni dell'intero pacco batterie vengono determinate dalla batteria più debole anziché da quella più forte. Il risultato è una sostituzione prematura delle batterie, una riduzione del tempo operativo e maggiori costi del ciclo di vita.
Quando una batteria della coppia invecchia più rapidamente dell'altra, sostituire soltanto l'unità più debole raramente rappresenta una soluzione a lungo termine. La batteria nuova e quella vecchia torneranno rapidamente a funzionare a livelli differenti, rendendo spesso necessaria la sostituzione dell'intera coppia. Mantenendo le batterie bilanciate nelle prime fasi del ciclo di vita, un equalizzatore può contribuire a evitare questo tipo di costo non necessario.
Un equalizzatore DC/DC trasferisce continuamente energia tra le batterie per mantenere livelli di tensione bilanciati, aiutando il sistema a batteria a funzionare come un'unica fonte di energia anziché come batterie individuali che invecchiano a velocità diverse.
Progettare per l'affidabilità anziché per la manutenzione correttiva
Con la crescente elettrificazione dei veicoli industriali e delle macchine off-highway, le decisioni relative all'architettura del sistema hanno un impatto sempre maggiore sulla disponibilità della macchina durante l'intero ciclo di vita.Un convertitore DC/DC garantisce una tensione stabile per i carichi critici e protegge l'elettronica sensibile dalle perturbazioni del sistema di alimentazione. Un equalizzatore DC/DC protegge la salute delle batterie prevenendo squilibri a lungo termine e un invecchiamento non uniforme.
Entrambe le tecnologie supportano lo stesso obiettivo generale: migliorare l'affidabilità del sistema riducendo al contempo gli interventi di manutenzione evitabili.
Per gli OEM che progettano moderne apparecchiature alimentate a batteria, la domanda non è quindi quale tecnologia sia migliore. La domanda più rilevante è quale problema debba essere risolto all'interno dell'architettura elettrica complessiva e dove ciascuna tecnologia possa offrire il maggiore valore.
Il portafoglio Micropower comprende convertitori DC/DC ed equalizzatori DC/DC sviluppati per applicazioni mobili impegnative, dalle macchine da costruzione e dai veicoli di servizio ai sistemi di soccorso, sicurezza e difesa, dove l'affidabilità elettrica a lungo termine rappresenta una priorità fondamentale di progettazione.
