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能量收集物聯網節點的能量轉換方案

来源:西安常盛電子有限公司 发布时间:2019-03-16 点击次数:

     需要对物联网(IOT)中用于环境能量收集电源的传感器节点的可能来源进行仔细管理。除非基于太阳能或热能技术的收割机设计为与传统电路兼容,否则需要对DC /DC进行低压输入优化。互联网中的传感器节点通常情况下,需要远离可靠的电源,但它们已经工作多年。尽管长期使用的蓄电池为这些设备提供了一个供电的选择,但越来越可行的替代方案是使用环境能量收集,使用诸如光、振动和温差等能源。关键的是采用能量采集设计时,能量源往往是可变的和不可预测的。对于电子功能,采集元件提供的能量需要通过一个或多个功率转换阶段进行调节。在大多数情况下,峰值能量可用于采集不符合系统峰值需求的峰值能量。这将意味着在系统中存储多余的能量,使用一个组件,如超级电容器,以便在需要时应用。通常,收集将允许系统在很长一段时间内积累能量,在这段时间内,大部分系统本身将进入休眠状态,以减少电力需求。当系统唤醒时o读取并通过网络发送记录的数据,访问存储器的累积能量。
    
    
    
     MPP电路的Ti TPS61200:MPP电路Ti的TPS61200图2的图像。在稳态条件下,输出电流与输入电流成比例,由输出分压器的转换比设置。为了减小输入电流,MPP电路将电流注入反馈节点,以将设置的输出电压降低到低得多的值。在低负载电流下,平均300毫安,它通常会进入一种节能模式,内置在周围的小型太阳能收割机的设计中,以保持高效率和宽负载电流范围。在这种模式下,提供短脉冲能量。输出电容器作为能量存储装置,以平滑脉冲。BQ25504,也由德州仪器公司提供,被纳入MPP跟踪电路,设计用于与任何热或太阳能收割机一起工作。虽然它需要以至少330 mV的输入电压启动,但一旦启动,该设备可以将能量收集到80 mV以下,使其适合与能够处理小温差-尽管需要很大的温差来启动电路。借助外部升压变压器和小耦合电容器,Lingliert LTC3108可以在输入电压低至20 mV的情况下工作。低电压能力使其能够与Sebeck效应收割机一起工作,并在温度下工作。温差低至1摄氏度。这些微小的差别通常出现在人体佩戴的传感器上,其中主要的热源是人体皮肤温度与周围环境之间的差异。振荡频率由变压器二次绕组的电感决定,通常带有n在10 kHz至100 kHz的范围内。对于输入电压低至20 mV,约1个一次二次匝比:100推荐线性度。与TPS61200类似,它允许多电压输出,两个微处理器具有低电压、永久有源电路和休眠功能。当永久启用VAUX时,LTC3018不仅是一个VOUT管脚产生高达3.3伏的电压,但同时也产生2.2伏的LDO输出,设计用于低功耗微控制器。为了支持能量捕获应用,辛伯特和IXYS被用于开发小型便携式太阳能电池。辛伯特的CBC-PV-01是一种低压非晶硅太阳能电池,位于约30平方厘米的玻璃基板上。在0.8V电压下,典型的工作电压约为200A,输出电流为200lux荧光灯。在组织成一小束电池的SOP 8封装中,IXYS CPC 1822提供比单个电池更高的输出电压,允许与更传统的直流电/直流电一起使用。额定输出电压为4V。它在阳光直射下工作。光和人造光,在6000勒克斯的阳光直射下提供50微安的短路电流。随着物联网设备越来越普遍,我们可以期待一个更专注于直流电/直流电,高效率的增强转换和专用的收割机,以提供更好的兼容开关模式电源技术。

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