SPV1050：意法半导体新超低功耗高能效能量回收及充电器

若想详细了解SPV1050的工作原理和应用设置，请访问意法半导体网站上的产品数据手册。

SPV1050的设计工具-评估板和参考设计

SPV1050评估板
SPV1050配有全套的评估板、演示板和参考设计工具，我们向初次接触这款产品的开发设计人员强烈推荐评估板。

STEVAL-ISV019V1(图4)评估板让用户能够使用SPV1050的全部功能，快速建立一个评估平台，在一个实体设备上测试这款器件的性能。评估板包括正常运行所需全部无源器件，提供多个芯片电压监视测量点，实现了升压配置，让应用设计人员能够快速发现最佳的系统配置，优化SPV1050的工作点和能效，板载连接能量回收电源和电池的接口。该评估板是一个典型的采集太阳能并转换成电能(0.5 V ≤VMPP ≤ 2.5 V, 30 μA ≤ IMPP ≤ 20 mA)充入电池（3.7 V欠压保护阈压(UVP)和4.2 VEOC阈压）的用例。只略加改动应用组件，设计人员即可将任何类型输入电源(PV, TEG, USB等)与电池匹配，详情参见应用笔记AN4394。

图4：STEVAL-ISV019V1

当芯片配置成降压模式时，STEVAL-ISV020V1(图5)评估板可以让开发人员访问SPV1050的全部功能，经过优化后，评估板可以采集太阳能板的电能（2.6 V ≤ VMPP ≤ 9 V, 10 μA ≤ IMPP ≤20 mA）给电池充电（3.7 V UVP阈压和4.2 V EOC阈压）。只要修改应用组件，用户即可将任何电源(PV, TEG, USB等电源)与电池匹配，详情见AN4397应用笔记。

图5- STEVAL-ISV020V1

SPV1050演示板
STEVAL-ISV021V1 (图6)是一整套演示工具，包括一个基于SPV1050的能量回收模块。通过使用一个功能互补的功率监视板，该演示板变成一个功能强大的立即可用的演示工具，能够显示能量回收器的电气性能，例如MPPT的精确度、转换能效、输入和输出功率、电源和电池的电压和电流。为使用选光伏板给电池充电，该芯片可配置成降压-升压转换器。

功率监视板配合软件图形用户界面(GUI)，能够监视换能器电气特性和实际/理论最大功率点。总之，STEVAL-ISV021V1套件是一个独立的能量回收模块，能够回收电能，给电池充电，可连接为其提供热能或太阳能的目标应用板。此外，能量回收模块内置一个扩展连接器，可连接微控制器外接板，用于收集并监视额外的SPV1050输入输出信号。详情见AN4394应用笔记。

图6 - STEVAL-ISV021V1

SPV1050参考设计套件
STEVAL-IDS002V1(图7)是一整套完全可配置的参考设计，实现了一个光伏模块驱动的点对点无线传感器节点。这套设计是一个SPV1050驱动的全集成的多传感器板，板载意法半导体的全套传感器：温度传感器、气压传感器和3轴加速度计。除意法半导体的传感器外，还集成STM32微控制器和Spirit1 RF Sub-Giga发送器。这套参考设计还包括一个基于USB口的Spirit接收器。

图7- STEVAL-IDS002V1

作为参考设计的组件，功率监视板(图8)让用户能够评估能量回收部分的电气性能，例如，MPPT精度、转换效率、输入输出功率、电源和电池端的电压电流。该参考设计可过与PC机无线通信，让用户能够查看所有传感器的数据。实际上，这套参考设计支持STEVALISV021V1的完整版图形用户界面软件，能够显示多传感器板以预设速率传送的数据。发送部分基于STM32L151低功耗32位微控制器，用于设置传感器配置和数据通信周期。数字温度传感器STTS751、压力传感器LPS331AP和3轴加速度计LIS3DH通过I2C总线连接微控制器。详情见AN4395应用笔记。

图8 - STEVAL-IDS002V1和功率监视板

SPV1050评估软件和图形用户界面
STEVAL-ISV021V1和STEVAL-IDS002V1支持一个非常好用的软件图形用户界面，评估软件可从意法半导体官网www.st.com下载。在这个图形用户界面上有四个不同的命令按钮。

"Configuration"按钮(图9)用于配置某些参数，例如，采样速率、数据传输速率、主动传感器和发射功率。点击相关命令按钮，通过USB接口，可将配置参数保存到微控制器的程序存储器内。

图9 – "Configuration"按钮

"Data Visualization"按钮(图10)提供所有主动传感器的读数，STEVAL-IDS002V1板载发送器负责发送数据，连接PC机的Spirit1接收板负责接收数据。该应用还能显示嵌入式LDO2稳压器的输出电压和射频发射功率，稳压器给多传感器板上的所有组件供电：微控制器、传感器、发送器电路。

图10 - "Data Visualization"按钮

"Power Visualization"按钮(图11)显示电源和电池的电压电流信息。最后，"Efficiency" 按钮(图12)显示换能器电气特性，以及电源和电池之间的功率预算、MPPT精度、转换能效、光线辐射级(光照度)和太阳能板的Voc电压。
详见软件用户手册UM1752。