通過供電脈沖能量收集電路

脈沖能量采集應用程序轉(zhuǎn)換能量爆發(fā)到足夠的功率用于操作簡單電路如無線交換機，無線數(shù)據(jù)記錄器，遙控器，和類似物。為了建立這些設計中，工程師可以在多種從廠家提供超低功耗的芯片和能量轉(zhuǎn)換器，包括EnOcean公司，凌力爾特，領新科技，美信集成，精量電子，微芯科技美迪科技，ROHM半導體，商Schurter的畫，Silicon Labs公司和德州儀器等等。能量收集應用程序通常依賴于清除能量涓涓細流從身體發(fā)熱，震動，環(huán)境射頻一方面或從高能源，如太陽能，風能等，吸取功率。在這些情況下，獲得了持續(xù)的能量來源，無論是低或高能量，通?？梢源_保電路的連續(xù)或接近連續(xù)操作。脈沖收獲，然而，得出功率從能量爆發(fā)與按鈕推，突然振動，或其它短命能量源相關聯(lián)。脈沖事件本身之外，這種做法留給電路的超出了多余的能量，他們可以從脈沖事件存儲無需額外電源。盡管存在這些挑戰(zhàn)，工程師們采用這種方法的應用范圍從基本的瞬時按鈕開關搭載的鐵路車輛輪轂的高能量振動在其軌道上運行復雜的無線監(jiān)控系統(tǒng)。脈沖能量收集有希望用于為廣泛的應用一樣簡單無線按鈕開關到事件記錄器等等。事實上脈沖能量采集已經(jīng)謊言在非機械開關，如商Schurter的PSE系列壓電開關的心臟。與這些設備，按下按鈕偏轉(zhuǎn)的壓電盤，它創(chuàng)建能量足以電子開關，從而即刻關閉開關兩端的端子的電路的脈沖(圖1)的持續(xù)時間的電脈沖。在這種情況下，該電子開關觸點保持閉合的周期取決于致動速度，力和持續(xù)時間。

圖1：常開按鈕開關，如那些在商Schurter PSE系列依靠脈沖能量從壓電盤以暫時關閉一個電子開關，如跨越其端子的MOSFET柵極。 (商Schurter提供)

壓電收獲

當彎曲或受到機械應力，制造商，如美迪科技和精量壓電器件能產(chǎn)生足夠的輸出電壓功率MOSFET或CMOS直接門。例如，與測量專業(yè)LDT0-028K，2毫米偏轉(zhuǎn)足以產(chǎn)生約7 V和較大的彎曲可產(chǎn)生幾十伏(圖2)。

圖2：當經(jīng)受相對較小的偏轉(zhuǎn)壓電器件，如精量LDT0-028K產(chǎn)生顯著輸出電壓電平。 (Measurement Specialties公司提供)不同于其他類型的傳感器，壓電器件產(chǎn)生時，他們一心來回的交流輸出電壓。因此，設計師通常會通過從一般小信號肖特基二極管陣列，如羅姆半導體RB521ZS8A30TE61創(chuàng)建橋式整流器通過從壓電設備輸出。以下整流器，設計者將通常使用的低功率變換器升壓或根據(jù)需要降壓的電壓。低功耗升壓轉(zhuǎn)換器，如凌力爾特LTC3108或Microchip的技術MCP1640，能帶來低電壓等級最高可用水平，而低功耗降壓轉(zhuǎn)換器，如Maxim的集成MAX638或德州儀器TPS62736，帶來更高的電壓降到安全水平。此外，低功耗降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器，如AMS AS1337或凌特LTC3531，特點是輸出電壓大幅波動地址的應用程序。專業(yè)能量收集設備，如凌力爾特LTC3588-1集成這個電壓調(diào)節(jié)功能集成到單個芯片中。線性LTC3588-1結合了低損耗，全波橋式整流器與收獲來自壓電換能器的能量，并提供一個合適的調(diào)節(jié)的輸出到應用電路所需要的高效率降壓轉(zhuǎn)換器。設計成與一壓電裝置或其他交流電源直接連接，所述LTC3588-1整流的電壓波形，并存儲在外部存儲電容器采集的能量(圖3)。

圖3：專業(yè)的設備，如線性技術LTC3588-1提供一個完整的壓電能量采集和電壓調(diào)節(jié)的解決方案，需要一些額外的組件。 (凌力爾特公司提供)

無線通信

取決于脈沖能量源的性質(zhì)，應用程序搭載脈沖能量收集將可能具有有限的可用功率，以提供超出發(fā)送突發(fā)傳送到一些接收機的數(shù)據(jù)廣泛的功能。事實上，工程師們可苦于無法實現(xiàn)更為復雜的無線傳輸協(xié)議，無需使用專用無線方式以最小的通信開銷，從而縮短傳輸突發(fā)和相應的低功耗要求。對于具有非常有限的功率預算的應用，射頻發(fā)送器IC，如領新技術TXM-XXX-LC提供無線連接到目標設備或主機一個非常低功率的專有解決方案。用于短距離，低功率應用，例如車庫門開啟或遙控器，領新提供其TXM-XXX-LC發(fā)射機在315兆赫，418兆赫和433兆赫頻帶，對周期性數(shù)據(jù)傳輸標準。該領新的LC傳感器可提供用于連接至一個MCU用于創(chuàng)建用于傳送的消息的多條數(shù)據(jù)線。另一方面，在TXM-XXX-LC和所述的Linx LICAL-ENC-MS001編碼器集成電路的組合提供了用于發(fā)送一個基本碼到目標設備的簡單，低功耗的解決方案。以提供在發(fā)送的代碼唯一性和安全性的水平，所述的Linx LICAL-ENC-MS001提供一個編碼比特流與224種可能的組合對的Linx TXM發(fā)射機(圖4)。