能量收集從滿足電源管理需求開始

LTC3109是一種高度集成的DC-DC轉(zhuǎn)換器和電源管理器。它能從諸如TEG（熱電發(fā)生器）、熱電堆甚至小型太陽能電池等極低的輸入電壓源收集和管理多余的能量。其獨特的專有自動極性拓?fù)湓试S該器件用低至30mV 的輸入電源工作，而不管電源極性如何。

上面的電路用兩個緊湊型升壓變壓器來提高LTC3109輸入電壓源的電壓，然后該器件為無線檢測和數(shù)據(jù)采集提供一個完整的電源管理解決方案。它能收集小的溫度差，不用傳統(tǒng)的電池電源，就能產(chǎn)生系統(tǒng)電源。就低至30mV的輸入電壓而言，推薦使用主-副匝數(shù)比約為1:100的變壓器。就更高的輸入電壓而言，可用更低的匝數(shù)比來獲得更大的輸出功率。這些變壓器是標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)成有售的組件，而且諸如Coilcraft 等磁性元件供應(yīng)商可穩(wěn)定供貨。

LTC3109采用一種“系統(tǒng)級”方法來解決復(fù)雜問題。它轉(zhuǎn)換低壓源，并管理多個輸出之間的能量。用LTC3109外部的充電泵電容器和內(nèi)部的整流器對每個變壓器副端繞組上產(chǎn)生的AC電壓升壓并整流。該整流器電路將電流饋送進(jìn)VAUX引腳，從而向外部VAUX電容器、然后是其他輸出供電。

圖2 ：LTC3109的典型應(yīng)用原理圖。

內(nèi)部2.2V LDO可以支持低功率處理器或其他低功率IC。該LDO由VAUX和VOUT二者之間較高的一個供電。這使它能在VAUX一充電到2.3V 就能有效運行，同時VOUT存儲電容器仍然在充電。倘若LDO輸出上有階躍負(fù)載，那么如果VAUX降至低于VOUT，電流就可能來自主VOUT電容器。該LDO 能提供3mA 輸出電流。

VSTORE 電容器也許值非常大（數(shù)千微法甚至數(shù)法拉），以在輸入電源可能掉電時保持供電。一旦加電完成，那么主輸出、備份輸出和開關(guān)輸出都可用。如果輸入電源發(fā)生故障，那么仍然可以利用VSTORE 電容器的供電繼續(xù)運行。

LTC3588-1 是一款完整的能量收集解決方案，為包括壓電換能器在內(nèi)的低能量電源而優(yōu)化。壓電器件通過器件的擠壓或撓曲產(chǎn)生能量。視尺寸和構(gòu)造的不同而不同，這些壓電元件可以產(chǎn)生數(shù)百μW/cm2的能量。

圖3 ：LTC3588的典型應(yīng)用原理圖。