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持续免电池传感器监测

随着物联网(IoT)的快速增长及对数据存储的高要求,处理和传输将成为项目可持续性的一大问题。因此,如非优良强制,任何类型的能量采集方案都是受欢迎的。

在实施这些方案时,设计人员必须考虑到IoT传感器不仅要测量一个值(包括温度、湿度、污染、光照水平),还要能够用有限的电源与其系统主机进行通信(通常是无线通信)。



实现这,必须全 面考虑设计中的每一个系统级器件,包括传感器、接收器、能源和通信占空比。


基于电池的系统的挑战是,它们通常需要更复杂的能量管理。这包括充电和放电控制以及防止过度充电和过度放电的电池保护。这增加了系统复杂性以及物料单(BoM)成本,因为这样的能量管理系统通常涉及开关调节器(额外的无源器件),并且由于所需的功能使BoM的IC更复杂。除了高能效和低静态电流的要求之外,芯片的复杂性常导致相当昂贵的IC方案。

 

那些不需要更长工作时间的应用不受光照条件的影响,基于电容器的方案可能是一种高性价比的方案。储能电容器暂时累积来自太阳能采集设备的能量,直到足以进行测量和传输结果。当使用具有足够额定电压值的电容器时,不需要充电电路。在处于预期的峰值亮度时,使用的太阳能采集器的开路电压决定了*大输入电压。如果电容器的额定电压超过开路电压,则不需要充电电路或保护。


对于基于电池和基于电容器的方案,都需要输出稳压,从而为附加电路(传感器、微控制器等) 提供合适的电压。使用锂基存储配置的系统达4 V以上电压,这通常超过传感器和微控制器的输入电压范围。为了匹配典型的1.8 V至3.3 V的电源电压,需要降压电压转换。在基于电容的系统中,电压与存储的电荷量成线性关系。这会导致放电周期中电压的巨大变化,是任何传感器或微控制器都不能承受的,因此需要某种稳压器来稳定电源。


所以在工作和采集能量时整个系统的漏电流小很重要。为此,选择了一些智能器件,包括板载的超低静态电流LDO(NCP170)。