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ADI:如何将收集到的能量真正排上用场是能量采集领域的难题

时间:2017-03-19 作者:ADI 阅读:
能量采集已不是什么新鲜话题,这项技术历史悠久,随着人类的所需也在不断发展。对于当今庞大的人口与其带来的电力能源消耗,对于能量采集技术来说也有着新的挑战。
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ADI:如何将收集到的能量真正排上用场是能量采集领域的难题
能量采集已不是什么新鲜话题,这项技术历史悠久,随着人类的所需也在不断发展。对于当今庞大的人口与其带来的电力能源消耗,对于能量采集技术来说也有着新的挑战。
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ADI公司工业与能源事业部亚太区市场经理 张松刚先生

在当今,高速发展的高科技社会、追求更多更便捷的生活方式,能量采集在在现阶段有着哪些关键技术,其市场发展状况又是怎样的呢?ADI公司工业与能源事业部亚太区市场经理张松刚先生认为:“能量无处不在,能量采集和储存技术其实也并不是很新。但随着物联网的飞速发展,越来越多的应用会用到能量采集技术、能源管理系统和可充电电池,以便能够在整个产品生命周期中持续使用。很多公司都在投入去开发能量收集芯片,产生了很多创新技术。”

张松刚先生认为当今能量采集还存在一些难题需解决:“在这个细分领域中,我感觉遇到的问题是想要将收集到的能量真正排上用场,既需要解决芯片自身低功耗的问题,还要考虑如何大幅提高转换效率,这对能量采集芯片设计提出了新的挑战。如何管理与应用微能量?必须积少成多地把它们收集并管理起来,这也涉及到能量存储及减小漏电流的问题,需要有能连续存储并极低漏电流的存储器件,只有漏电流远远小于收集的能量,这些采集来的能量才有可能会被用到;一旦这些采集到的能量集中管理起来后,可以被用来驱动一些短暂或脉冲型的负载;对于那些连续工作的负载就牵扯到另一个问题,低功耗和超低功耗器件,只有这些超低功耗的器件的工作损耗与采集的能量及这些能量的管理达到平衡,微能量采集才能真正被广泛应用。另外被采集的能量都很微弱,能量收集的门槛必须很低。能量的存储也是很关键的,目前大家采用的比较多的是可充电电池或超级电容,怎样提高电池的充电次数、延长电池的寿命以及减小超级电容的漏电都是要解决的关键问题。”

“针对能量采集芯片的挑战,对于大幅提高转换效率很多物理定律及相关材料问题,不是一个很容易解决的问题,大幅度降低芯片自身的功耗及管理好采集到的能量则相对比较容易实现。”张松刚先生介绍道:“ADI目前推出了一系列基于太阳能的能量采集芯片--ADP5090/5091/5092,是一款非常好的解决方案。首先它具有极低的功耗(< 300nA)并在很低的电压(380mV)下即可启动工作;它可以管理采集到的微能量并给电池(锂电池、薄膜电池、超级电容等)和电容充电,使之达到负载所需的工作电压;内置的LDO可提供稳定的输出电压给MCU及内部ADC参考源可靠工作,并可以支持突发性的射频输出;该芯片支持第二个后备电池,当取电侧没有能量时自动切换到后备电池上;对于如何提高太阳能电池输出的转换效率,该芯片特别设计了MPPT控制功能来保证对电池或超级电容的充电能一直工作在最大功率点上,只需要手表盘大小的太阳能电池板或很普通的CT即可工作。该芯片可以广泛应用于可见光照射下的任何便携式设备、无供电电源的传感器、无线发射模块、可穿戴设备等多种应用中。”

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