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TI文司华:能量采集原件市场迎来爆发式增长

2015-01-30
作者:于寅虎

   目前TI擁有的能量采集相關的比較前端的技術大概有:電源采集,超低功耗DC/DC(降壓)轉換器,超低功耗DC/DC(升壓)轉換器 以及用于太陽能應用的電源充電器。

    能量采集技術市場前景非??春茫鶕钚率姓{報告指出,2012~2019年能量采集元件市場規模將由1億3,140萬美元爆發成長至42億美元。

    能量其實無處不在,對于芯片開發公司,最大的挑戰就是找到如何自行儲存能量的方法以便持續使用,像太陽能之類的能量并非隨時可用。另一個挑戰則是如何將這樣的低能芯片安裝在傳感器中。

    另外,由于物聯網的快速發展,市場對這些無線傳感器的需求是越來越大,很多公司現在都很有動力去開發更有效的能量收集芯片和系統,不管是可能使用動能模式的植入式醫療設備,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域。

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    現在市場上有四種能量收集的芯片:

  • 動能:以動作為基礎的充能,這個已經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,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中的產品有:

  • TI超低功耗電路支持新一輪能量采集設計,該bq25570、bq25505、TPS62740、TPS62737 與TPS62736 支持業界最低工作靜態電流,可為無線傳感器網絡、監控系統、可穿戴式醫療設備、移動附件等難以獲得供電的應用實現無電池工作。

  • TI 集成降壓轉換器的最新 bq25570 升壓充電器不但靜態流耗極低,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,但可實現低至325nA 的工作靜態電流。bq25505 采用獨特的自動功率多路復用器柵極驅動器,可通過能量采集電源與原電池實現無縫系統工作,在能量采集器不提供電能時,也能提供恒定電源,從而滿足系統工作需要。

  • 除了電池管理電路外,TI 還針對300mA 輸出電流設計方案推出了最小、最低功耗的降壓轉換器 TPS62740,其可在主動工作狀態下支持360nA 的靜態電流,而待機狀態下靜態電流則為70 nA。這款轉換器可在低至10uA 的電流下實現超過90% 的效率。它可實現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。

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