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自治系统的能量收集

2020-02-26 11:15 来源:电源网编译 编辑:咩咩

能量收集是指从环境或系统本身(例如,在可穿戴医疗应用中为人体)收集能量的能力,即为嵌入式系统的电子设备供电(通常为超低功耗)所需的能量。超级电容器是能量收集实际应用的技术先决条件,因为在收集模式下可回收的能量很小且本质上是不连续的,因此例如不能直接用于为处理器或放大器供电。

有不同的环境能源可以从中获取能量。热能:我们周围环境中到处都存在温度和热流的差异。射频能量:今天,它代表了无线传感器网络中电源的巨大兴趣。通过无线配电系统,有可能拥有一个临时基础结构,该基础结构能够通过一个传输源为由数百个或数千个节点组成的整个网络供电。

E-peas代表电子便携式能源自主系统。该公司为将来的解决方案奠定了基础,以便为未来几年将使用的数万亿个连接的物联网节点扩展电池。只有两种方法可以实现此目标:通过增加收集的能量数量,大幅度降低系统中所有消耗能量的模块的能耗。

AEM20940是一个集成的能量管理子系统,可从TEG提取直流电,以同时将能量存储在可充电元件中,并为系统提供两个独立的稳压电压。 AEM20940允许延长电池寿命,并最终消除了工业监控,家庭自动化和智能农业等各种无线应用中的主要储能元件。凭借其独特的冷启动电路,它可以在空的存储元件下以低至380 mV的输入电压和仅100 µW的输入功率开始工作。借助外部可选模块,冷启动的输入电压降至150 mW,输入功率仅为150 µW(图1)。

AEM40940是一个集成的能量管理子系统,可从高频RF输入中提取交流电,同时将能量存储在可充电元件中,并为系统提供两个独立的稳压电压。 AEM40940收集高达10dBm的可用输入功率。它集成了一个超低功率整流器和一个升压转换器,以对诸如锂离子电池,薄膜电池,超级电容器或传统电容器之类的存储元件充电(图2)。

自治系统的能量收集

图1:AEM20940-带有可选主电池的TEG的高效,稳压双输出,环境能量管理器

自治系统的能量收集

图2:RF能量管理应用电路

E-peas的振动能量收集IC解决方案AEM30940是一个集成的能量管理子系统,可从压电或微型涡轮发电机中提取直流电,以同时将能量存储在可充电元件中,并为系统提供两个独立的稳压电压。

该公司为所有解决方案提供开发套件。特别是,AEM30940评估板是一种即插即用的直观高效工具,可为目标应用中的高效压电或微型涡轮机供电子系统的设计做出适当的决定(组件选择,工作模式)。

微控制器是每个传感器系统的核心,并在整个系统的能源效率中发挥关键作用。 E-peas提出了一种通用微控制器,该微控制器基于32位ARM架构,并且在活动模式和待机模式下都具有极低的功耗。

本文编译自powerelectronicsnews。

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