目前TI擁有的能量采集相關(guān)的比較前端的技術(shù)大概有:電源采集,超低功耗DC/DC(降壓)轉(zhuǎn)換器,超低功耗DC/DC(升壓)轉(zhuǎn)換器 以及用于太陽能應(yīng)用的電源充電器。
能量采集技術(shù)市場前景非??春?,根據(jù)最新市調(diào)報告指出,2012~2019年能量采集元件市場規(guī)模將由1億3,140萬美元爆發(fā)成長至42億美元。
能量其實無處不在,對于芯片開發(fā)公司,最大的挑戰(zhàn)就是找到如何自行儲存能量的方法以便持續(xù)使用,像太陽能之類的能量并非隨時可用。另一個挑戰(zhàn)則是如何將這樣的低能芯片安裝在傳感器中。
另外,由于物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,市場對這些無線傳感器的需求是越來越大,很多公司現(xiàn)在都很有動力去開發(fā)更有效的能量收集芯片和系統(tǒng),不管是可能使用動能模式的植入式醫(yī)療設(shè)備,或是一個支撐傳感器運行的太陽能電池,這也是一個非常值得研究的領(lǐng)域。
德州儀器高性能模擬半導體產(chǎn)品部電池管理產(chǎn)品市場及應(yīng)用經(jīng)理文司華
現(xiàn)在市場上有四種能量收集的芯片:
動能:以動作為基礎(chǔ)的充能,這個已經(jīng)算是使用得比較久的方式,這些芯片主要用于比如手表的充電,或是與一些移動中的設(shè)備綁定在一起。
熱能:這一類的芯片一般都是從溫差當中收集能量,所以比較適合一些貼近人體的設(shè)備。
光能:這就好像一塊很小的太陽能板,所有的太陽能板都面臨一個挑戰(zhàn),那就是如何在在有陽光時最大化地收集能量,而不用在意太陽能板的面積有多大。
磁能:很多公司都在嘗試如何從無線電波中收集能量,但幾十年都沒有成功。
TI公司可以用于能量采集系統(tǒng)中的產(chǎn)品有:
TI超低功耗電路支持新一輪能量采集設(shè)計,該bq25570、bq25505、TPS62740、TPS62737 與TPS62736 支持業(yè)界最低工作靜態(tài)電流,可為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控系統(tǒng)、可穿戴式醫(yī)療設(shè)備、移動附件等難以獲得供電的應(yīng)用實現(xiàn)無電池工作。
TI 集成降壓轉(zhuǎn)換器的最新 bq25570 升壓充電器不但靜態(tài)流耗極低,僅為488 毫微安(nA),而且可在輸出電流低于10 微安(uA) 的情況下實現(xiàn)超過90% 的效率,從而在供電量極低的情況下也能保持高效率。
bq25505 升壓充電器與bq25570 類似,但可實現(xiàn)低至325nA 的工作靜態(tài)電流。bq25505 采用獨特的自動功率多路復(fù)用器柵極驅(qū)動器,可通過能量采集電源與原電池實現(xiàn)無縫系統(tǒng)工作,在能量采集器不提供電能時,也能提供恒定電源,從而滿足系統(tǒng)工作需要。
除了電池管理電路外,TI 還針對300mA 輸出電流設(shè)計方案推出了最小、最低功耗的降壓轉(zhuǎn)換器 TPS62740,其可在主動工作狀態(tài)下支持360nA 的靜態(tài)電流,而待機狀態(tài)下靜態(tài)電流則為70 nA。這款轉(zhuǎn)換器可在低至10uA 的電流下實現(xiàn)超過90% 的效率。它可實現(xiàn)31 平方毫米的總體解決方案尺寸,支持可編程輸出電壓特性與DCS-Control™ 功能,從而可為TI 超低功耗 MSP430FR59xx 微控制器(MCU) 等微控制器、以及SimpleLink™ CC2541 無線MCU 等藍牙(Bluetooth®) 低能耗解決方案供電。