上海前灣科貿有限公司
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閱讀：14發(fā)布時間：2026-4-28
ADP509無源供電為自供電能量采集技術構成傳感器的發(fā)展新方向
隨著數(shù)字化時代的來臨，越來越多的企業(yè)開始采納免電池的供電方案，在這個過程中能量采集技術是的關鍵。此舉不僅減少了污染物的產(chǎn)生，其節(jié)約的成本也非?？捎^。特別是在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療等領域，物聯(lián)網(wǎng)設備的快速增加勢必會大量提高成本，而這種具備可持續(xù)性且擁有更高性價比的無源供電方案無疑更有優(yōu)勢，能幫助各行各業(yè)低成本完成數(shù)字化轉型，進一步提高企業(yè)核心競爭力。能源收集技術是通過收集環(huán)境中的微能量進行發(fā)電，擁有的便利性，使得傳感器將不再需要麻煩的、昂貴的步驟，如更換、連接主要電池以及電池相關的維護。從某種意義上說，與“低功率”不同，該技術可以說是實現(xiàn)的“零功率”。越來越多的傳感器需要被部署到各種環(huán)境中，包括人跡罕至的荒原、氣候惡劣的高山、海洋中，而電池供電方案越來越不能滿足需要。對此，工程師們希望能夠設計出更加“成熟”的傳感器，在保證穩(wěn)定運行的情況下，不需要頻繁維護和更換電池。于是，可以自供電的能量采集技術成為了實現(xiàn)這款“成熟”傳感器的關鍵。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，越來越多的傳感器需要被部署到各種環(huán)境中，包括人跡罕至的荒原、氣候惡劣的高山、海洋中，而電池供電方案越來越不能滿足需要。對此，工程師們希望能夠設計出更加“成熟”的傳感器，在保證穩(wěn)定運行的情況下，不需要頻繁維護和更換電池。于是，可以自供電的能量采集技術成為了實現(xiàn)這款“成熟”傳感器的關鍵。能源收集技術的出現(xiàn)使得傳感器將不再需要麻煩的、昂貴的步驟，如更換、連接主要電池以及電池相關的維護。從某種意義上說，與“低功率”不同，該技術可以說是實現(xiàn)的“零功率”。不難看出，直到高效率、低功耗集成電路的出現(xiàn)，電源電路等設備功耗大幅降低，能量收集技術這才開始進入實用階段。作為能源采集技術領域的專家，ADI提供多種面向能量收集應用的高性能和低功耗IC，能夠將來自環(huán)境的微能量高效率轉換為穩(wěn)壓電壓或為電池和超級電容器存儲元件充電。
在這個過程中，低能耗環(huán)境下消耗最少電能且穩(wěn)定可用的低功耗微控制器和換能器至關重要。目前這種能量收集器模塊的現(xiàn)有實施方法如上圖所示。它們通常由低性能分立器件配置構成，一般包含30個或更多器件，具有低轉換效率和高靜態(tài)電流，這些會導致終端系統(tǒng)的性能降低。由于高靜態(tài)電流限制了能量收集源的輸出限制，所以在給輸出提供額外功率之前，它必須先克服自身運行所需的電流電平。ADI的3D ToF產(chǎn)品相當完整，包括ADSD3100這款1 MP CMOS，支持ToF的背光傳感器；ADDI9036則是帶可編程時序和V驅動器的CCD TOF信號處理器。此外，ADI還提供3D ToF開發(fā)平臺，這款模塊化的ToF解決方案基于行業(yè)標準的96Boards平臺構建而成，可測量對象的X、Y、Z軸數(shù)據(jù)。ADI公司的原型制作3D ToF平臺可用于軟件和算法開發(fā)，利用該平臺進行硬件設計，可加快工業(yè)、汽車領域的產(chǎn)品設計評估和實施。
自動極性、超低電壓、升壓型轉換器和電源管理器LTC3109,LTC3109 是一款高度集成的DC-DC轉換器和電源管理器。它可以從極低輸入電壓源收集剩余能量并進行管理，例如TEG、熱電堆，甚至小型太陽能電池。其獨特的專有自動極性變換拓撲使其能夠使用低至30 mV的輸入源進行操作，無論輸入源是什么極性。然后，使用外部充電泵電容和LTC3109內的整流器來提升和整流每個變壓器的二次繞組上產(chǎn)生的交流電壓。機器人的傳感器提供的信息可用于推斷有關世界、機器人，以及機器人在世界中位置的信息。傳感器可以提供簡單的信息（例如，吸塵機器人上的簡單碰撞傳感器）或豐富、高度復雜的數(shù)據(jù)（例如，RGB-D相機，它提供彩色圖像，以及每個像素的深度估計）。在理想情況下，傳感過程可以使用物理定律（例如，光如何從物體表面反射）或有時使用簡單的幾何學（例如，立體視覺依賴于使用簡單的三角測量來確定到物體的距離）來建模。這個整流器電路將電流輸入VAUX引腳，為外部VAUX電容充電、然后是其他輸出充電。內部的2.2 V LDO控制器可以支持低功耗處理器或其他低功耗IC。MAX20361能夠在諸多空間嚴重受限的產(chǎn)品中支持太陽能充電，提供能源補充，進而有效延長設備的運行時間。與的競爭產(chǎn)品相比，這款太陽能采集器將方案尺寸縮小至少一半。此外，與的競爭產(chǎn)品相比，MAX20361的升壓效率提升多達5％，提高收集能量，同時結合其自我調整MPPT技術，進一步提高整體系統(tǒng)的工作效率。主要優(yōu)勢包括最小尺寸，得益于器件本身的小尺寸優(yōu)勢，以及更小、更少的外部組件，為業(yè)界提供最小的太陽能收集方案；方案尺寸比的競爭產(chǎn)品縮小至少50％。具高效率，高升壓大程度地提高能量收集，升壓效率比的競爭產(chǎn)品提高至少5％；自我調整MPPT技術與獨特的能量收集電量計相結合，能夠掌控實時效率以優(yōu)化效能，進一步提高能量采集產(chǎn)能。ADP5091是一款智能集成式能量采集納米電源管理解決方案，可轉換來自PV電池或熱電發(fā)生器(TEG)的直流電源。其提供有限采集能量（從16 μW到600 mW范圍）的高效轉換，工作損耗為亞μW級別。利用內部冷啟動電路，調節(jié)器可在低至380 mV的輸入電壓下啟動。冷啟動后，調節(jié)器便可在80 mV至3.3 V的輸入電壓范圍內正常工作。額外的150mA調節(jié)輸出可通過外部電阻分壓器或VID引腳編程。通過檢測輸入電壓，控制環(huán)路可將輸入電壓紋波限定在固定范圍內，從而保持穩(wěn)定的DC-DC升壓轉換。在OCV動態(tài)檢測模式和非檢測模式下，輸入電壓的編程調節(jié)點允許限度地提取采集器的能量。
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