利用环境产生电能 创造无电池无线传感器

  作者:Michael Whitaker 凌力尔特公司设计工程师 时间:2010-06-18来源:电子产品世界

  LTC3588-1 延长电池寿命

  能量收集系统不但能消除对电池的需求,还能对电池解决方案起到补充作用。能量收集系统可以配置为,当环境能量可用时,就卸载电池,但是在环境电源消失时,就启用电池,将电池作为备份电源使用。这种方法不仅改善了可靠性,还能产生一个响应更快的系统。例如:布设于运输设备 (比如牵引拖车) 上的一个能量收集传感器节点可以在拖车的行驶途中收集能量。当货车停泊且无振动时,一个后备电池仍将提供运输设备查询所需的能量。

  图8中的电池备份电路显示一个 9V 电池和一个串联连接到 VIN 的隔离二极管。压电器件通过内部桥式整流器给 VIN 充电,而隔离二极管防止反向电流流入电池。图中所示是一个 9V 电池,只要电池组电压不超过 18V 就行,这是可以通过一个外部低阻抗电源加给 VIN 的最高电压。当设计一个电池备份系统时,应该选择压电换能器和电池,以使峰值压电电压超过电池电压。这允许压电器件“接管” 并为 LTC3588-1 供电。

  大量可替换使用的能源解决方案

  除了可从压电器件获得的环境振动能,LTC3588-1 还可以收集其他来源的能量。集成的桥式整流器允许很多 AC 电源为 LTC3588-1 供电。图 9所示的荧光灯能量收集器以容性方式收集 AC 供电的荧光灯管辐射的交替变化电场能量。铜板可以放置在位于灯架上的灯管的上方,以利用灯管产生的电场能量,并将该能量馈送给 LTC3588-1 和集成的桥式整流器。这样一个收集器可以在建筑物各处使用,为 HVAC 传感器节点供电。

  LTC3588-1 另一个有用的应用是,用具有限流电阻器的 AC 线电压给该 IC 供电,如图10所示。这为简单的插件应用提供了一种低成本、无变压器的解决方案。设计直接连接到线电压的电路时,应该遵循一些正确的 UL 指导原则。

  用来给 LTC3588-1 供电的不仅限于 AC 电源,太阳能电池板、热电耦等 DC 电源也可以使用,如图11 所示。这类电源可以连接到 PZ1/PZ2 输入之一,以利用电桥提供的反向电流保护功能。它们还可以用外部二极管“或”连到一起后,与 VIN 引脚相连。这为使用针对不同方向的多个太阳能电池板提供了方便,针对不同方向是为了在一天的不同时间获取太阳光照。

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关键词: Linear 无线传感器 能量收集器 电能收集 201006

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