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物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的超低功耗管理

2513511 2022-11-25 | pdf | 328.14KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

據(jù)估計(jì)，物聯(lián)網(wǎng)每年會(huì)產(chǎn)生 100 澤字節(jié)（萬(wàn)億千兆字節(jié)）的數(shù)據(jù)，而且這個(gè)數(shù)字還在不斷增加。到 2020 年，普通家庭貢獻(xiàn)的數(shù)據(jù)量預(yù)計(jì)將增加五倍。創(chuàng)建數(shù)據(jù)不需要太多的計(jì)算能力，因?yàn)榭梢允褂米詈?jiǎn)單的傳感器集線器捕獲、數(shù)字化和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。能夠檢測(cè)九個(gè)軸運(yùn)動(dòng)的 MEMS 傳感器在每邊僅測(cè)量 1 或 2 毫米的封裝中可用。這些微型設(shè)備和越來(lái)越多的傳感器構(gòu)成了當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)的核心，使端點(diǎn)能夠?qū)崟r(shí)在線捕獲、處理和共享數(shù)據(jù)。據(jù)估計(jì)，物聯(lián)網(wǎng)每年會(huì)產(chǎn)生 100 澤字節(jié)（萬(wàn)億千兆字節(jié)）的數(shù)據(jù)，而且這個(gè)數(shù)字還在不斷增加。到 2020 年，普通家庭貢獻(xiàn)的數(shù)據(jù)量預(yù)計(jì)將增加五倍。創(chuàng)建數(shù)據(jù)不需要太多的計(jì)算能力，因?yàn)榭梢允褂米詈?jiǎn)單的傳感器集線器捕獲、數(shù)字化和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。能夠檢測(cè)九個(gè)軸運(yùn)動(dòng)的 MEMS 傳感器在每邊僅測(cè)量 1 或 2 毫米的封裝中可用。這些微型設(shè)備和越來(lái)越多的傳感器構(gòu)成了當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)的核心，使端點(diǎn)能夠?qū)崟r(shí)在線捕獲、處理和共享數(shù)據(jù)。隨著越來(lái)越多的端點(diǎn)預(yù)計(jì)將使用有限的電源或從其環(huán)境中收集的能量來(lái)運(yùn)行，對(duì)超低功耗運(yùn)行的需求正在增加。端點(diǎn)可以是更大傳感器網(wǎng)絡(luò)的一部分，但也可能是遠(yuǎn)程和孤立的。一旦投入使用，它們可能會(huì)運(yùn)行多年而無(wú)需維護(hù)，包括更換電池。隨著越來(lái)越多的端點(diǎn)預(yù)計(jì)將使用有限的電源或從其環(huán)境中收集的能量來(lái)運(yùn)行，對(duì)超低功耗運(yùn)行的需求正在增加。端點(diǎn)可以是更大傳感器網(wǎng)絡(luò)的一部分，但也可能是遠(yuǎn)程和孤立的。一旦投入使用，它們可能會(huì)運(yùn)行多年而無(wú)需維護(hù)，包括更換電池。制造商正忙于開(kāi)發(fā)新的解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)這一設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，使我們能夠構(gòu)思出無(wú)需任何外部電源即可收集和傳輸信息的設(shè)備。就可穿戴設(shè)備而言，這可能很快就會(huì)包括完全由佩戴者的身體或他們的活動(dòng)供電的設(shè)備。制造商正忙于開(kāi)發(fā)新的解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)這一設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，使我們能夠構(gòu)思出無(wú)需任何外部電源即可收集和傳輸信息的設(shè)備。就可穿戴設(shè)備而言，這可能很快就會(huì)包括完全由佩戴者的身體或他們的活動(dòng)供電的設(shè)備。通電！通電！為了說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，請(qǐng)考慮圖 1 中所示的框圖。在大多數(shù)應(yīng)用中，電源部分可以是多種電源管理器件中的任何一種，但對(duì)于超低功耗應(yīng)用，選擇僅限于專為最大化有限可用功率（例如收集的能量）而開(kāi)發(fā)的解決方案。為了說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，請(qǐng)考慮圖 1 中所示的框圖。在大多數(shù)應(yīng)用中，電源部分可以是多種電源管理器件中的任何一種，但對(duì)于超低功耗應(yīng)用，選擇僅限于專為最大化有限可用功率（例如收集的能量）而開(kāi)發(fā)的解決方案。圖 1：越來(lái)越多的集成解決方案現(xiàn)在針對(duì)主要依靠收集的能量運(yùn)行的應(yīng)用程序。圖 1：越來(lái)越多的集成解決方案現(xiàn)在針對(duì)主要依靠收集的能量運(yùn)行的應(yīng)用程序。圖 2 中的框圖顯示了我們使用 Analog Devices 的圖 2 中的框圖顯示了我們使用 Analog Devices 的ADP5090ADP5090電源管理單元的典型能量收集示例的一個(gè)版本。電源管理單元的典型能量收集示例的一個(gè)版本。圖 2：基于 Analog Devices 的 ADP5090 的能量收集應(yīng)用框圖。圖 2：基于 Analog Devices 的 ADP5090 的能量收集應(yīng)用框圖。這是一款超低功耗升壓穩(wěn)壓器，集成了最大功率點(diǎn)跟蹤 (MPPT) 和充電管理功能。MPPT 可以配置為光電和熱電能源，工作范圍為 16 W 至 200 mW。該器件可從低至 380 mV 的電源電壓?jiǎn)?dòng)，僅需 80 mV 即可運(yùn)行。它還支持使用可選的原電池，可以自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉。這款 16 引腳器件尺寸僅為 3 毫米 x 3 毫米，體積小但功能強(qiáng)大，是許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想選擇。該器件由評(píng)估和演示套件這是一款超低功耗升壓穩(wěn)壓器，集成了最大功率點(diǎn)跟蹤 (MPPT) 和充電管理功能。MPPT 可以配置為光電和熱電能源，工作范圍為 16 W 至 200 mW。該器件可從低至 380 mV 的電源電壓?jiǎn)?dòng)，僅需 80 mV 即可運(yùn)行。