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MF9006(替代bq25570)用于物联网低功耗无线传感节点供电

09/19 17:13
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物联网市场呈现出超大规模的态势,这直接带动了对传感器应用的巨大需求。无线传感节点(WSN)在其中扮演着关键角色,需要完成数据的采集、存储和传输工作。随着IoT应用如雨后春笋般在各个领域涌现,越来越多的WSN即将投入使用。然而,这一发展趋势也带来了一系列问题:什么样的WSN能够满足IoT未来的发展走向?在如今大力倡导节能环保的形势下,怎样实现系统的低功耗运行呢?

根据On World 2014年开展的市场调查,WSN器件的数量会从2015年的50亿个大幅增长到2020年的500亿个以上。这些WSN与互联网上的服务器进行通信交互,负责监测楼宇、设备或者环境的状况,并将监测到的数据上传,在整个IoT应用体系中占据着举足轻重的地位。

那么,什么样的WSN系统才算是成功的呢?供电问题是首先要解决的。采用电力线供电成本高昂,而且随着WSN节点数量的不断增加,铺设过多的线路会变得不切实际;若采用电池供电,就需要定期更换电池,人工成本较高,并且在很多应用场景中,电池供电还存在一定的安全隐患。

基于这两方面的限制,有些设计开始采用光伏板为WSN供电,以此打造低功耗的能量收集系统(EHS)。不过,有些WSN的设置场所存在尺寸方面的限制,这会对光伏板的面积和输出功率产生影响;还有些WSN的设置地点光照不足,从而限制了向EHS负载的供电功率以及能量收集PMIC的启动。

正是这两方面的限制因素,让微能量采集技术焕发出全新的活力。它能够使WSN具备自我供电的能力,并且可以放置在任何地方,使用寿命长达十年以上,有助于将部署和维护成本控制在最低水平。

那么,如何设计一款优秀的能量收集供电WSN呢?设计这样一款WSN会面临哪些技术难题呢?它需要高度成熟的模拟技术,价格昂贵的低静态电流模拟芯片,并且要非常细致地设计能量收集、转换以及存储环节,计算随时变化的EHS负载,还需要灵活的低功耗芯片来执行EHS负载的传感、处理以及通信功能。

米德方格最近推出了一款能量收集电源管理集成电路(PMIC)MF9006,可用于IoT中太阳能供电的微小无线传感器。该芯片的启动电压低至400mV,关机功耗仅为580nA,可与太阳能光伏板等器件配合,共同组成低功耗的能量收集系统方案。此芯片能在低于100Lux的光照条件下正常工作,转化效率高于90%,具备电量管理、充放电管理、储能器件管理等功能。

该芯片可应用于智能楼宇、智能家居以及工厂自动化等多种场景。例如,它可以实时监控家庭温湿度的变化,根据室内环境情况判断何时开灯;还能对道路、桥梁、铁轨进行检测,确保行车安全;也可用于工厂中的安全监控,传统方式是人工测量温度、粉尘等参数,现在通过传感器就能实现自动侦测,有效避免安全隐患。

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