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压电式器件简化振动能量收集原理

作者:时间:2010-04-21来源:网络收藏

图2:LTC3588-1电路将源或应变源转换为电流。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/188255.htm

图 2 中示出的电路采用了一个小型压电换能器,用于将机械转换为一个AC 电压电源,以馈入LTC3588-1的内部桥式整流器。它能够收集小的能源并生成系统电源,而没有使用传统的电池电源。

LTC3588-1是一款超低静态电流电源,专为和/或低电流降压应用而设计。该器件可直接连接至一个压电电源或AC电源,对电压波形进行校正并将收集的能量存储在一个外部电容器上,通过一个内部并联稳压器泄放任何多余的功率并借助一个毫微功率高效降压型稳压器来保持一个已调输出电压。

LTC3588-1的内部全波桥式整流器可通过两个差分输入来使用,即负责对AC输入进行整流的PZ1和PZ2。该整流输出随后被存储在位于 VIN引脚上的一个电容器上,并可用作降压型转换器的能量储存器。低损耗桥式整流器具有一个约400mV的总压降和典型压电生成电流 (一般在10μA左右)。该电桥能够传输高达50mA的电流。当VIN引脚上拥有足够的电压时,降压型转换器将被使能以产生一个稳压输出。

降压型稳压器采用了一种迟滞电压算法,以通过来自VOUT检测引脚的内部反馈对输出加以控制。降压型转换器通过一个电感器将一个输出电容器充电至一个略高于调节点的数值。它通过利用一个内部PMOS开关使电感器电流斜坡上升至260mA、并随后利用一个内部NMOS开关使电感器电流斜坡下降至零以完成该任务,从而有效地将能量输送至输出电容器。其提供稳压输出的迟滞方法降低了因FET开关操作所引起的损耗,并在轻负载条件下保持了一个输出。降压型转换器在其执行开关操作时提供了一个最小100mA的平均负载电流。

本文小结

由于拥有模拟开关模式电源设计专长的人员在全球都处于短缺状态,因此要想设计出如图1所示的高效系统一直是很困难的事。不过,随着具集成低损耗全波桥式整流器的压电式电源LTC3588-1的推出,这种状况即将发生改变。这款革命性器件能够从几乎所有的机械振动源或应变源吸取能量。此外,凭借其全面的功能组合以及设计的简易性,该器件还极大地简化了能量收集链中难以完成的功率转换设计。对于系统设计师而言这是个好消息,因为这些“有效振动”可用于为其能量收集系统供电,而无须费尽心机地去应付传统的配置难题。


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