到处都可以使用的“绿色电源”
用了三份之二现已安装的 WSN,其次是照明和门禁控制。据预测,未来 5 年内,将安装 1500 万个无线传感器节点 (数据来源:ON World Inc.),这些传感器节点将需要由电池或环境能源供电,也有可能由二者组合供电。
iRAP 公司最近公布的一份研究报告对上述增长预测提供了支持,该报告题为"EN105:面向无线交换器和无线传感器网络的超低功率 (微瓦) 能量收集",报告中写道,2009 年超低功率能量收集器件的全球市场估计为 7950 万美元。iRAP进一步估计,在 2014 年该市场将达到 12.5 亿美元,平均年增长率 (AAGR) 为 73.6%。
因此,我们认为,在该领域或可再生能源及能量收集领域,满足特定解决方案需求的产品有非常大的市场。这就是凌力尔特公司投入时间和资源开发特定产品的原因,这些产品具备合适功能,能实现今天切实可行且经济实惠的解决方案。
"绿色"电源的商机
2012 年,任何以"绿色"能源或能量收集为目标的产品都将有增长机会。能源成本和对环境的担忧以及延长移动设备电池寿命的需求都导致人们专注于针对广泛的应用实现电源优化。我们的高能效产品使客户能以更高的效率转换能量、消耗更低的功耗并延长电池寿命。
随着消费者寻找可降低能耗和可在户外度过更长时间的途径,太阳能供电的便携式电子设备市场持续增长。由于太阳能电源易变且不可靠,所以几乎所有太阳能供电的设备都具备可再充电电池。显然,人们的目标是,抽取尽可能多的太阳能,以给这类电池快速充电,并保持他们的充电状态。
然而,太阳能电池本身是低效率器件,不过它们确实有一个最大输出功率点,因此在这一点上工作是一个显然的设计目标。问题是,最大输出功率的 I - V 特性随照明度而变。单晶太阳能电池的输出电流与照明强度成正比,而其在最大功率输出点上的电压是相对恒定的。就给定照明强度而言,最大功率输出发生在每条曲线的拐点处,在这一点上,电池从恒定电压器件转变为恒定电流器件。因此,当照明度不能满足充电器的满功率需求时,从太阳能电池板高效率地抽取能量的充电器设计必须能控制太阳能电池板的输出电压,使其达到最大功率点电压。
"绿色电源"不仅限于通过能量收集产生能量,它同时还能用较少的能量完成同样的功能。一个已产生重要影响的领域是数字系统电源管理。如果数字电源设计正确,那么它就能降低数据中心功耗、加快产品上市、拥有卓越的稳定性和瞬态响应并提高系统的总体可靠性,例如在网络设备中。
网络设备的系统设计师不得不提高系统的数据吞吐量和性能,并增加功能。同时,他们还面临着降低系统总体功耗的压力。数据中心中的挑战是,通过重新调整工作流并将作业转移到未充分利用的服务器上,使其他服务器能停机,以此来降低总体功耗。为了满足这些要求,知道最终用户设备的功耗是必需的。正确设计的数字电源管理系统能为用户提供功耗数据,从而允许做出智能能源管理决策。
此外,数字电源系统管理的一个主要好处是降低设计成本,并加快产品上市。复杂的多轨系统可以利用一个综合性和具备直觉式图形用户界面 (GUI) 的开发环境,高效率地开发出来。这类系统可通过 GUI 而不是焊接到"白色导线"定位点来进行更改,因此还能简化在线测试 (ICT) 和电路板调试。另一个好处是,由于可以使用实时遥测数据,所以有可能预测电源系统故障并采取预防性措施。也许最重要的是,具备数字管理功能的 DC/DC 转换器允许设计师开发"绿色"电源系统,这类系统能在负载点、电路板、机架甚至安装阶段以最低能耗满足目标性能 (计算速度、数据速率等) 要求,从而在产品的寿命期内,降低了基础设施成本和总体拥有成本。
凌力尔特公司的 LTC3880 是一款双输出同步降压型 DC/DC 电流模式控制器,具备集成的功率 FET 栅极驱动器和可通过 I2C PMBus 使用的全面电源管理功能。该产品的精确基准和温度补偿电流模式模拟控制环路提供 ±0.5% 的 DC 准确度,非常容易的补偿 (已校准以不受工作条件影响)、逐周期限流、快速和准确的均流、以及电压与负载瞬态响应,而且没有任何在其他运用"数字"控制的产品中发现、与 ADC 量化有关的误差。LTC3880 包括一个 16 位数据采集系统,该系统提供输入和输出电压及电流、占空比以及温度的数字回读。该器件还提供通过中断标记启动的故障记录功能以及"黑匣子"记录器,该记录器存储发生故障前转换器的工作状态。凌力尔特公司的 LTpowerPlay™ 开发软件和 GUI 接口方便了多轨系统的开发。
能量收集能提供多大的功率?
最先进和现成有售的能量收集产品 (
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