能源危機之下的能量收集之道
能量收集的概念早在10年前就已經提出,然而在現實環境中,由環境能源供電的系統一直很笨重、復雜和昂貴。不過有些市場已經成功地采用了能量收集方法,如交通運輸基礎設施、無線醫療設備和樓宇自動化市場。尤其是在樓宇自動化系統中,諸如占位傳感器、自動調溫器甚至光控開關等,以前安裝時通常使用的電源或控制配線,現在已經不需要了,取而代之是,它們采用了局部能量收集系統。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/259102.htm凌力爾特、德州儀器、意法半導體等半導體廠商針對能量收集領域進行了新品研發,我們一起來看一下哪些神奇的方法能夠將分散的能量收集起來,從而起到節能環保的作用。
凌力爾特完整的能量采集解決方案 LTC3588-1,其集成一個低損耗、全波橋式整流器和一個高效率降壓型轉換器,以通過壓電傳感器收集環境中的振動能量,然后將這種能量轉換成良好調節的輸出,以為應用微控制器、傳感器、數據轉換器和無線傳輸組件供電。其輸入電壓:2.7V 至 20V;其高效率降壓型 DC/DC轉換器提供高達 100mA 的連續輸出電流或甚至更高的脈沖負載;其輸出可以設定為 4 個固定電壓之一 (1.8V、2.5V、3.3V 或 3.6V),以為無線發送器或傳感器供電。輸出處于穩定狀態時 (無負載時) 靜態電流僅為 950nA。
凌力爾特面向能量收集的超低電壓20mV升壓型轉換器和電源管理器,這是凌力爾特推出的升壓型 DC/DC 轉換器 LTC3108,該器件專為在采用極低輸入電壓電源的情況下啟動和運行而設計,其 2.2V LDO 可為一個外部微控制器供電,同時其主輸出可用引腳在 4 個 (2.35V、3.3V、4.1V 或 5V) 固定電壓中選擇一個,為無線發送器或傳感器供電。第二個開關輸出可由主器件啟動,以為沒有微功率停機功能的器件供電。甚至在輸入能源無法得到時,增加一個存儲電容器來提供連續功率。
凌力爾特完整的調節能量收集解決方案 LTC3330,其能提供高達 50mA 的連續輸出電流以在可以采用可收集能量時延長電池壽命。當從收集能量向負載提供穩定的功率時,LTC3330無需從電池吸收電源電流;而在無負載條件下由電池供電時,LTC3330 僅需 750nA 的工作電流。
德州儀器面向能量收集與低功耗應用推出高效率電源轉換器,TPS62120 同步轉換器支持節電模式,可在整個電流負載范圍內實現高效率,在負載低至100 uA 時效率也可達到 75%。該器件在輕負載工作條件下工作模式為脈沖頻率調制(PFM) 模式,靜態電流僅為 11 uA。此外,TPS62120 還可在較高電流條件下保持平穩高效的工作狀態,可自動從節電模式轉為固定頻率脈寬調制 (PWM) 模式。
德州儀器超低功耗電路支持新一輪能量采集設計,可高效提取和管理從光源、熱源或機械能源采集的微瓦 (uW) 至毫瓦 (mW) 級電源。該bq25570、bq25505、TPS62740、TPS62737 與 TPS62736 支持業界最低工作靜態電流,可為無線傳感器網絡、監控系統、可穿戴式醫療設備、移動附件等難以獲得供電的應用實現無電池工作。
意法半導體推出采用能量收集技術的先進雙接口存儲器,實現真正的無電池系統設計,意法半導體的雙接口存儲器,包括新推出的16-Kbit產品,配備1個低功耗的I2C接口和1個13.56-MHz ISO15693非接觸式無線射頻接口。這個射頻接口可收集周圍RFID電子標簽讀寫機發射的無線電波,并將收集的無線電波轉化成輸出電壓,驅動其它的電子元器件。
MicroGen公司的壓電式MEMS振動能量收集器,實現了凌力爾特SmartMesh IP無線傳感器網絡。凌力爾特 WSN 包括 4 個微塵,并采用了高效功率受控型通信的 WSN 軟件。自供電式微塵由設定在 120Hz 典型工業振動級和 0.2g (g = 9.8 m/s2) 加速度 G 級的電子振動器使能。MicroGen 把這種由振動提供電能的微塵擺放在凌力爾特的展臺和 X-FAB MEMSFoundry 的展臺。這些微塵距離 MicroGen 的展臺大約 20~30 米。這是由一家商業公司完成首個全采用 MEMS 能量收集進行供電的 WSN。
恩智浦IC在太陽能光伏應用中能實現高達98%的高效能量提取,MPT612是唯一針對使用太陽能光伏(PV)電池或燃料電池的應用提供最大功率點跟蹤(MPPT)的低功耗集成電路。MPT612 IC的MPPT算法,可廣泛用于太陽能電池充電控制器、分布式MPPT和微型逆變器等應用中,實現98%的高效能量提取。
關于能量收集的產品就總結到這里,最后附上一套技術方案,讓大家的設計更加快速。
LTC3588-1壓電式能量收集電源芯片數據手冊、應用問答
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