Kablosuz sensör ağlarının ve Nesnelerin İnterneti'nin yaygınlaşmasıyla, enerji hasadı uygulamaları popüler hale geldi
Analog Devices Başkanı ve CEO'su Vincent Roche, kısa bir süre önce Yeni Yıl Sektör Trend Görünümü'nü yayınladı "Bu Yenilikler 2018'de Hayatımızı Etkileyecek", sensörlerin popülerleşmesini beş etkin nokta trendinden biri yaptı - kablosuz sensör ağları her yerde Var olan sistemlere algılama işlevleri eklemek için kapsamlı yeniden kablolamaya gerek kalmadan, nesnelerin internetinde ve endüstriyel uygulamalarda kablosuz ağ ağları aracılığıyla konuşlandırılması mümkün hale geliyor. İlginç olan, kablosuz sensörlerin popülaritesinin başka bir uygulamayı daha güçlü hale getirmeye itmesi - enerji hasadı Çin'de ve küresel pazarda ivme kazanıyor.
"Diğer olumlu faktörler arasında Nesnelerin İnterneti'nin geliştirilmesi, endüstri 2025, enerji tasarrufu ve çevrenin korunması ve diğer ulusal dürtüler ve yatırımlar ve yeni teknolojilerin, yeni cihazların ve birçok büyük işletmenin Ar-Ge yatırımlarının teşvik edilmesi de olumlu faktörlerdir." Nedeni, ADI'nin Endüstri ve Enerji Bölümü Asya Pasifik Pazarlama Müdürü Zhang Songgang'ı ekledi. Kablosuz sensör ağları ve IoT uygulamalarına ek olarak, enerji hasadı, taşınabilir cihazlar ve giyilebilir cihazlar gibi tüketici elektroniği cihazlarında da yaygın olarak kullanılmaktadır.
Uygulama teknolojisinin zorluklarının üstesinden gelen orijinal enerji hasadı pazarı mavidir
Bu bölümlere ayrılmış alanda, toplanan enerjinin gerçekten nasıl kullanılacağı aslında çok yüksek bir eşik değerine sahiptir - yalnızca çipin kendisinin çok düşük güç tüketimi gereksinimlerini karşılamakla kalmaz, aynı zamanda dönüştürme verimliliğini ve bunun nasıl yönetilip uygulanacağını da büyük ölçüde iyileştirmeyi düşünür. Mikro enerji. Zhang Songgang, "Başlıca zorluklar, ultra düşük kaçak akım ve ultra düşük güç tasarımı, düşük voltaj ve düşük akım başlatma, şarj ve deşarj yönetimi, yüksek akım deşarjı, çoklu güç kaynaklarının koordineli çalışması gibi çoklu güç teknolojilerinin entegrasyonunu içerir." Zhang Songgang, " "Özellikle, sürekli depolayabilen ve çok düşük kaçak akıma sahip olan depolama cihazlarına ihtiyaç vardır. Sadece kaçak akım toplanan enerjiden çok daha küçük olduğunda, toplanan enerji kullanılabilir." Toplanan enerji merkezi olarak yönetildikten sonra Daha sonra, bazı kısa süreli veya darbeli tip yükleri sürmek için kullanılabilir.
Farklı uygulamalar için farklı enerji kaynakları ve enerji gereksinimleri
"Zayıf enerji hasadı gerçekten yaygın olarak kullanılmadı. En büyük neden, herkesin enerji hasadının ticarileştirilmesi için çeşitli faktörlerin bir kombinasyonunu gerektiren kapsamlı bir sistem olduğunu anlayamaması olabilir." Zhang Songgang inanıyor, "Neyse ki geçmişte Geçtiğimiz birkaç yılda, elektronik ürünler yükseltildi ve enerji tüketimi arttı. Birçok güç yönetimi entegre devresi, özellikle enerji hasadı uygulamaları için tasarlandı. Bu nedenle, 5 ila 10 yıl önce mümkün olmayan birçok uygulama şimdi gerçekleştirildi ve ekonomik. " Zhang Songgang, mevcut birçok sistemin daha küçük biçerdöverleri desteklediğine veya birkaç yıl önce tasarlanamayan enerji hasadı çözümlerini uyguladığına dikkat çekti. Birçok sistem tasarımcısının enerji hasadı uygulama fikirleri uygulanıyor. Yakında bunların uygulanmasına şahit olacaklarına inanıyorum. Çevresel ve ekonomik açıdan büyük önem kazanın.
ADI, enerji hasadı uygulamaları için piyasa talebi konusunda çok iyimserdir.Bu alanda zengin teknik deneyime ve uygulama örneklerine sahiptir.Şu anda, ana enerji hasadı çözümü, yüksek entegre çip seviyesi ADP5091 / 92'dir. "Enerji hasadına adanmış endüstri lideri bir güç yönetimi çipi olan ADP5091 / 92, güneş enerjisi, elektromanyetik enerji (akım trafosu), termal enerji, piezoelektrik ve elektrostatik yük gibi birden çok enerji kaynağının hasat edilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bekle. "Zhang Songgang dedi.
Akıllı entegre enerji hasadı çözümleri, teknoloji uygulama yeniliklerine öncülük
Farklı uygulama senaryolarında enerji hasadı genellikle aşağıdaki kaynaklardan gelir; en yaygın olanları fotovoltaik, termoelektrik, elektromanyetik, piezoelektrik ve RF'dir. Fotovoltaik ve termoelektrik biçerdöverler DC voltajı üretirken, elektromanyetik, piezoelektrik ve RF biçerdöverler, güç dönüştürme teknolojisinin gereksinimlerini biraz farklı kılan alternatif voltaj veya alternatif voltaj üretir. ADP5091 / ADP5092 akıllı entegre enerji hasadı güç yönetimi çözümü, kendi son derece düşük güç tüketimi (nA seviyesi), son derece düşük enerji hasadı eşiği, maksimum güç noktası takibi ve çoklu güç kaynaklarını dikkate alarak bu uygulamaların ihtiyaçlarını tam olarak karşılar Kontrol, uygun fiyat ve tasarım sadeliği.
ADP5091 / ADP5092 akıllı entegre enerji hasadı güç yönetimi çözümü
ADP5091 / ADP5092 tarafından toplanan enerji, enerji depolama bileşenlerini (şarj edilebilir lityum iyon piller, ince film piller, süper kapasitörler ve geleneksel kapasitörler gibi) şarj edebilir ve küçük elektronik cihazlar ve pilsiz sistemler üzerinde güç sağlayabilir. 16uW'dan enerji toplanabilir. Dahili soğuk çalıştırma devresi kullanılarak 600 mW aralığına yüksek verimli dönüşüm, regülatör, 380 mV kadar düşük bir giriş voltajında başlatılabilir. Soğuk başlatmadan sonra, regülatör normal olarak 80 mV ila 3,3 V giriş voltajı aralığında çalışabilir. Ek 150mA ayarlı çıkış, harici bir direnç bölücü veya VID pini aracılığıyla programlanabilir. Şarj edilebilir pil türleri arasında lityum piller / lityum demir fosfat piller / süper kapasitörler vb. Yer alır. Bu pillerin voltajı 3,2V ile 5V arasında değişirken, ADP5091 / ADP5092'nin şarj kesme voltajı 2,2V ile 5,2V arasındadır ve bu da mevcut pazarı tam olarak karşılayabilir. Yaygın pil türleri ve uygulamaları.
Zhang Songgang, "Geçmişte sık sık ortaya çıkan utanç, tasarımcının çalışmasının ve enerjisinin, yalnızca hasat edilen enerjinin belirli bir sisteme güç sağlamak için yeterli olmadığını bulmak için enerji hasadı çözümlerine harcanmasıydı." Bu bağlamda, enerji hasadı uygulama mühendislerinin çeşitli yönlere odaklanması gerektiğine inanıyor: birincisi, genel statik güç tüketiminin nispeten düşük olmasını sağlamak için ultra düşük güçlü cihazları seçmeleri gerekiyor ve enerji depolama cihazları düşük kaçak akımı seçmeli; ikincisi, enerji alma devreleri Sistemin topolojik yapısı ve verimliliği olabildiğince enerji edinim devresinin maksimum güç noktasında veya aralığında çalışmasını sağlar ve enerji depolama cihazlarını maksimum verimlilikle iyi bir şekilde kullanır; yazılımda, enerji kullanım sıklığı ve protokol seçimi esas olarak söz konusudur. Enerji hasadı sistemi, kısa mesafeli kablosuz iletim ve alım kullanacaktır.Uygun bir kablosuz iletim protokolü seçmek, mühendislerin göz önünde bulundurması gereken önemli bir faktördür.Aynı zamanda, iletim ve alımların sıklığını ve sayısını, iletim ve alım başına tüketilen enerjiyi ve ortalama enerji tüketimini doğru bir şekilde hesaplamak gerekir. Sistem seviyesinden tüm faktörlerin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesi, enerji dağıtımı için makul düzenlemeler, çoklu güç yönetimi, sistem başlatma süresi, güvenlik koruması, arıza işleme ve diğer faktörler.
ADP5091 / ADP5092, dağıtım ağı otomasyon uygulamalarında arıza göstergelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yukarıdaki şekil, dağıtım ağı otomasyonunda kullanılan bir arıza göstergesinin uygulama örneğini göstermektedir. Ekipman havai hat üzerine kurulur.Hat normal çalışırken, cihaz dağıtım ağının çalışma koşullarını gerçek zamanlı olarak izleyebilir, dağıtım ağının çalışma modunu optimize edebilir ve elektrik yükünü makul şekilde kontrol edebilir ve hat arızalandığında hızlı ve doğru bir şekilde yerini tespit edebilir. Hata alanı ve hata bilgilerini uzaktan iletin. Ekipman havai hatta bir kez kurulduğundan, güç kaynağı yoktur ve hiçbir dahili bileşen herhangi bir zamanda değiştirilemez.Hızlı başlatma, yüksek akım koruması ve kablosuz iletişim, enerji hasadı ve güç yönetimi gereksinimlerine ek olarak Tasarım çok özel. ADI tarafından sağlanan ADP5091 / ADP5092 tasarım şeması, orijinal şemayı büyük ölçüde basitleştirir ve enerji hasadı verimliliği, güç yönetimi ve maliyet kontrolünde bariz optimizasyonlara sahiptir.
Enerji hasadı ayrıca çeşitli iç ve dış mekan uygulama senaryolarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
ADP5091 / ADP5092'ye dayanan enerji hasadı demo deney testi, güneş panelinin günlük iç aydınlatma kaynağı altında yaklaşık iki voltluk bir voltaj verebildiğini ve aynı zamanda lityum demir fosfat pilin ayrıca MCU'yu doğrudan şarj edebilen şarj etmek için 2 ila 3 mA akıma sahip olduğunu göstermektedir. Veya sensörler gibi IC güç kaynağı. Buna dayanarak, iç mekan dokunmatik karartma aydınlatma uzaktan kumandası, lambalar veya hava kalitesi dedektörleri (PM2.5 / toksik gaz) vb., Deprem sensörleri veya eğim eğimi gibi dış mekan uygulamaları gibi çok sayıda ilgili uygulama bulunabilir. Dedektörler gibi uygulamalarda, verici ve alıcı ADP5091 / ADP5092 enerji toplama IC'lerini kullanabilir, uygulama maliyetlerini düşürür ve yenilenebilir enerjinin yeşil kullanımını sağlar.
