MF9006(兼容bq25570) 能量收集 PMIC 在物联网传感器中的应用
物联网市场的超大规模发展,极大地激发了对传感器应用的庞大需求。这些无线传感节点(WSN)承担着数据采集、存储与传输的重要任务。随着IoT应用在各个领域广泛普及,越来越多的WSN将投入实际使用。然而,这也引发了一系列问题:究竟什么样的WSN才能契合IoT未来的发展需求?在当下强调节能环保的大背景下,又该如何实现系统的低功耗运行呢?
依据On World 2014年的市场调查数据,WSN器件的数量将从2015年的50亿个迅猛增长至2020年的500亿个以上。这些WSN与互联网上的服务器进行通信,负责监测楼宇、设备或者环境的状态,并将监测数据上传,在整个IoT应用中发挥着至关重要的作用。
那么,怎样的WSN系统才算成功呢?首要问题便是供电。采用电力线供电不仅成本高昂,而且随着WSN节点数量的增多,铺设大量线路也变得不切实际;若采用电池供电,就需要定期更换电池,这会产生较高的人工成本,并且在很多应用场景中,电池供电还存在一定的安全隐患。
鉴于这两方面的限制,部分设计开始采用光伏板为WSN供电,以此构建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限制,这制约了光伏板的面积和输出功率;还有些WSN的设置地点无法获取足够的光能,进而限制了向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,让微能量采集技术展现出全新的魅力。它能够使WSN具备自我供电能力,且可以安置在任何地方,使用寿命长达十年以上,有助于将部署和维护成本降至最低。
那么,如何设计一款出色的能量收集供电WSN呢?设计这样一款WSN会面临哪些技术挑战?它需要高度先进的模拟技术,以及低静态电流模拟芯片,并且要非常精心地设计能量收集、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。
米德方格近期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。该芯片的启动电压仅为400mV,关机功耗仅为580nA,可与太阳能光伏板等器件配合,共同构建低功耗的能量收集系统方案。此芯片能在低于100Lux的光照条件下使用,转化效率超过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场景。例如,它可以监控家庭温湿度的变化,根据室内环境判断何时开灯;还能对道路、桥梁、铁轨进行检测,保障行车安全;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,避免安全隐患。
审核编辑 黄宇
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