参考设计有助于物联网万博投注网址能量收集系统的开发
文章：Richard Quinnell
开发人员越来越能够访问引用设计和现成系统，以获得IOT能量收集。万博投注网址
更换电池可以是一个重要的后勤问题，以及电池供电的IOT设计的显着运营成本。万博投注网址能量收集可以允许设计的设计，而无需使用电池更换，但确实需万博投注网址要仔细的电源管理。幸运的是，物联网能源收集系统正在成为交钥匙。
虽然低功耗mcu和无线电设备在降低物联网设备的电力需求方面取得了很大进展，但它们的电池寿命似乎仍在5年以下，通常仅达到1至2年。这种有限的生命周期可能会给需要广泛部署的用户带来重大问题。用户不仅需要定期跟踪自己设备的电池状态，还必须派服务人员更换耗尽的电池。如果部署包括分布在一个广泛的地理区域的数千台设备，那么更换工作的劳动力成本可能会变得难以承受，更不用说额外的电池成本了。即使在一个建筑里有几百台设备，成本也会很高。
因此，如果该设备可以设计成不需要更换电池，那么将具有显著的经济优势。要实现这一目标，可能需要确保接入线路电源或减少计划的运行寿命，以便在电池耗尽时更换设备。第三种替代方法是从设备的环境中获取能量，定期给电池充电。在环境能量可用的情况下，设备的功率是保证的。
设备可能收获有许多类型的环境能量。光电能量可能是最着名的，现在有光电池可以有效地收集能源，即使是典型的室内人工灯。收获无线电能量也是实用的，形成大多数RFID系统的基础。振动能量是第三种替代方案，将任何从积极机械的正常运动转换为行人交通的随机脚步。
然而，设计师在几乎所有形式的能量收集中面临的一个共同挑战是，如何将能量收集和存储到为设备供电的电池或超级电容器中。大多数收获能源发电机在低电压下只能产生少量能量，而物联网设备通常需要在高得多的电压下爆发能量。这种差异需要仔细设计电源转换和存储系统，这可能是一个令人生畏的挑战。
幸运的是，开发人员越来越能够访问已经解决这一挑战的参考设计甚至现成的系统。万博投注网址最近的一个例子来自大气技术，这是一种无晶圆厂半导体公司，设计超低功耗无线设备和能量 - 碳蚀系统。万博投注网址公司最近发布了一系列光伏能量收集参考设计，具有其低功耗蓝牙收发器和能量收集电源管理芯片。万博投注网址这些设计包括万博投注网址无线键盘，遥控设备和带蓝牙灯壁的组合传感器模块。
图1交钥匙能量收集模块，如XIDAS VP3正在越来越多，简化了IOT设备的设计，具有基本上无限的电池寿命。来源：Xidas IoT.
新兴创业公司希达斯(Xidas)最近发布了一款可用于为“永久电池”物联网设计提供动力的现成产品万博投注网址VP3振动永久电源垫。该器件从振动捕获小于1G加速度的振动，存储它，并为其供电的设备提供高达10 MW的直接电源。VP3的集成EHM-UNIV-1能量收集功率模块可以使用收获的能量连续充电，并随需5.5至3.6V的输出电压提供高达1A的突发。电源模块也可单独提供，作为能够处理光伏或热电能源的表面安装装置，以及机电。
这些例子只是在寻求从环境能量供电的设计人员提供的设计人员中最新的产品中最新的。万博投注网址它们解决了许多与电源与电源之间的差异相关的挑战，可以大大缓解设备设计师的任务。能源收获曾经是一种避免需要定期改变电池的深度的方法。然而，现在，这种方法正在变成越来越多的交钥匙。
本文最初发布edn.。
丰富的Quinnell.退休工程师兼作家，曾任EDN总编辑。
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