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新时代能量收集应用无处不在

时间:05-17 来源:凌力尔特公司电源产品部产品市场总监Tony Armstrong 点击:

),以在输入电源可能掉电时保持供电。一旦加电完成,那么主输出、备份输出 和开关输出都可用。如果输入电源发生故障,那么仍然可以利用 VSTORE 电容器的供电继续运行。

 

LTC3588-1 是一款完整的能量收集解决方案,为包括压电换能器在内的低能量电源而优化。压电器件通过器件的挤压或挠曲产生能量。视尺寸和构造的不同而不同,这些压电元件可以产生数百 uW/cm2 的能量。

图 3:LTC3588 的典型应用原理图

OUTPUT VOLTAGE SELECT:输出电压选择


应该提到的是,压电效应是可逆的,即展现直接压电效应 (一加上压力就产生电位) 的材料也展现反向压电效应 (一加上电压就产生压力和/或应力,即挠曲)。

 

LTC3588-1 在 2.7V 至 20V 的输入电压范围内工作,从而非常适用于多种压电换能器以及其他高输出阻抗能源。其高效率降压型 DC/DC 转换器提供高达 100mA 的连续输出电流或者甚至更高的脉冲负载。其输出可以设定为 4 个固定电压 (1.8V、2.5V、3.3V 或 3.6V) 之一,以给无线发送器或传感器供电。输出处于稳定状态 (无负载) 时,静态电流仅为 950nA,从而最大限度地提高了总体效率。

 

LTC3588-1 用来直接与压电或可替代高阻抗 AC 电源连接、给电压波形整流以及在外部存储电容器中储存收集到的能量,同时通过一个内部并联稳压器消耗过多的功率。具 1V 至 1.4V 迟滞窗口的超低静态电流 (450nA) 欠压闭锁 (ULVO) 模式使电荷能在存储电容器上积累,直到降压型转换器能高效率地将部分储存的电荷传送到输出为止。

 

LTC3105 是一款超低电压升压型转换器和 LDO,专门用来极大地简化从低压、高阻抗可替换电源收集和管理能量的任务,如光伏电池、热电发生器 (TEG)、燃料电池等电源。其同步升压型设计以低至 250mV 的输入电压启动,从而使该器件非常适用于在不够理想的照明条件下,从甚至最小的光伏电池收集能量。其 0.2V 至 5V 的宽输入电压范围使该器件成为多种应用的理想选择。集成的最大功率点控制器 (MPPC) 使 LTC3105 能抽取电源能所提供的最大可用功率。如果没有 MPPC,电源能产生的功率仅为理论最大值的一小部分。峰值电流限制自动调节,以最大限度地提高电源转换效率,同时突发模式 (Burst Mode®) 工作将静态电流降至仅为 22uA,从而最大限度地降低了能量储存元件的漏电流。超低 IQ LDO 能直接给流行的低功率微控制器或传感器电路供电。如果没有 MPPC,电源转换器能产生的功率仅为理论最大值的一小部分。峰值电流限制自动调节,以最大限度地提高电源转换效率,同时突发模式 (Burst Mode®) 工作将静态电流减小至仅为 22μA,从而最大限度地降低了能量储存元件的漏电流。超低 IQ LDO 能直接给常用的低功率微控制器或传感器电路供电。

 

图 4 所示电路采用了 LTC3105,用单节光伏电池给单节锂离子电池充电。在太阳能能源可用时,该电路能使电池连续充电,而当太阳能能源不再可用时,电池能用储存的能量给应用供电。

图 4:利用单节光伏电池的锂离子电池涓流充电器

PHOTOVOLTAIC CELL:光伏电池

Li-Ion:锂离子电池


LTC3105 能以低至 250mV 的电压启动。在启动时,AUX 输出最初在同步整流器禁止的情况下充电。一旦 VAUX 达到约 1.4V,该转换器就离开启动模式,进入正常工作状态。最大功率点控制在启动时不使能,不过,电流从内部限制到足够低的水平,以允许靠电流非常小的输入电源启动。尽管该转换器处于启动模式,但是 AUX 和 VOUT 之间的内部开关仍然保持禁止,而且 LDO 也是不采用。参见图 5 所示典型启动时序举例。

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