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适用于DC能源采集的电源管理架构

上网日期: 2012年08月20日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:DC电源? 电源管理IC? 线性压降稳压器? 能量缓冲器?

过去几年,各大公司都做出了相当大的努力,目标是让一些持续供电和无电池型系统能够利用自然能工作。开发这种系统所需的关键集成电路(IC)是超低功耗微处理器、无线电器件和电源管理IC。尽管我们在低功耗微处理器和无线电器件方面已经取得了相当大的进步,但适用于能源采集应用的一些电源管理IC只到最近才出现在市场上。本文将简单介绍一些可用自然能源,之后将详细讨论为这些能源选择PMIC时需要考虑的因素。

自然能电源广义上可划分为直流(DC)电源和交流(AC)电源。DC电源包括采集自各种能源的采集能量,它们随光照强度和热梯度变化较慢,使用太阳能电池板和热电发电机。这些采集器的输出电压不必经过整流。AC集成器包括使用压电材料、电磁发电机和整流天线,采集自振动和射频功率的能量。在用于为某个系统供电以前,必须对这些能源采集器的输出整流至某个DC电压。本文中,只有DC能源采集器被看作是利用这些能源的能量采集器,相比AC采集器,它更容易获得高输出。

适用于DC能源采集的电源管理架构(电子工程专辑)
图1:一般能源采集系统结构图

图1显示了能源采集系统的一般架构。该总系统由自然能电源、能量缓冲器(超级电容器/电池)、电源管理集成电路(PMIC)和系统负载组成。由于能源可用能量取决于随时间变化的环境条件,因此获取能源能量后存储于能量缓冲器。系统负载通过能量缓冲器供电驱动。这样做可让系统在没有可用自然能的情况下仍然能够正常工作。电源管理单元由一个 DC/DC功率转换器(能源采集器接口经过优化)、电池管理电路、输出稳压器和冷启动单元组成。接下来,我们将逐一讨论这些模块的功能和设计考虑因素。


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