推进新一代的能量采集技术

日期:2014-02-17


德州仪器最近推出了五款最新一代电源管理集成电路,可高效提取和管理从光源、热源或机械能源采集的微瓦 (uW) 至毫瓦 (mW) 级电源。5个器件bq25570、bq25505、TPS62740、TPS62737 与 TPS62736 支持业界最低工作静态电流,可为无线传感器网络、监控系统、可穿戴式医疗设备、移动附件等难以获得供电的应用实现无电池工作。
在消费类、工业、医疗和汽车及其它产品开发中,有一些趋势和挑战必须重视。第一是更大容量的电池、全新化学成份;以及更多针对非便携式应用的电源备用。第二是更快的产品上市时间,设计人员开发时间更短,开发工具需要在数分钟(而非几小时)内投入工作。第三是普及率持续增长,无需连接线,采用无线充电能量采集可消除“电池电量耗尽焦虑症”。
TI 的毫微级电源采集恰恰可以满足以上要求。其集成降压转换器的最新 bq25570 升压充电器不但静态流耗极低,仅为488 毫微安 (nA),而且可在输出电流低于 10 微安 (uA) 的情况下实现超过 90% 的效率,从而在供电量极低的情况下也能保持高效率。该器件不仅支持最大功率点跟踪 (MPPT),可从光伏电池和热电发生器提取和管理电源,而且还支持任何能源存储元件,例如可充电式锂离子电池、薄膜电池、超级电容器或常规电容器等。在长期存储期间,bq25570 供电可通过“运送模式 (ship mode)”特性禁用,使其流耗不足 5 nA。
除了电池管理电路外,TI 还针对 300mA 输出电流设计方案推出了最小、最低功耗的降压转换器TPS62740,其可在主动工作状态下支持 360nA 的静态电流,而待机状态下静态电流则为 70 nA。这款转换器可在低至 10uA 的电流下实现超过 90% 的效率。它可实现 31 平方毫米的总体解决方案尺寸,支持可编程输出电压特性与 DCS-Control™ 功能,从而可为 TI 超低功耗MSP430FR59xx微控制器 (MCU) 等微控制器、以及 SimpleLink™ CC2541无线 MCU 等蓝牙低能耗解决方案供电。此外,TPS62740 的集成型负载开关还可为 LED 或传感器等临时使用组件节省电源。
对于更低电流设计而言,TI 针对 200mA 设计方案的最新 TPS62737转换器以及针对 50mA 设计方案的 TPS62736可在主动工作期间实现 370nA 的超低静态电流,在睡眠模式下实现 15nA 的静态电流,而在输出电流不足 15uA 的情况下也可实现 90% 的效率。
 

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