e-peas发布PMIC解决物联网能量收集挑战

通过新的 PMIC，e-peas 希望能够为物联网设备实现更高性能的能量收集。但要做到这一点，物联网能量收集会带来哪些挑战？

最近，电池寿命和为物联网设备充电一直是公司和研究人员面临的紧迫问题。为了最大限度地延长物联网电池寿命，许多公司正在转向能量收集。这可以提供一个可靠的解决方案；然而，它也可能带来挑战。

能量收集系统的描述。图片由 Techplayon 提供

比利时公司 e-peas（electronic portable energy autonomous systems电子便携式能源自主系统）半导体公司坚信能量收集技术，并且是众多致力于解决这些挑战的公司之一。日前，它向市场推出了两款新的 PMIC，它们都专注于为物联网提供更高性能的能量收集。

本文将讨论物联网中能量收集的一些挑战，并重点介绍 e-peas 的两个新版本。

挑战#1：能量收集的降压-升压转换

物联网能量收集的许多挑战是因为能量收集本质上是不连续的，并且输出波动很大，并不是很可靠。

以太阳能为例，云覆盖率和一年中的时间等变量会显着影响太阳能输出的电压。

在典型的 24 小时内，太阳能电池板可以输出从 0V 到 100% 额定输出的任何电压。自然，这意味着无法仅通过能量收集为预期持续可用的设备供电。它还需要一块电池。

太阳能收集设备的示例电源架构。图片由 ADI 公司提供

然而，能量收集装置的可变输出与电池并列，电池需要精确的电池电压来充电。这个要求是挑战#1：当能量收集的输出波动如此剧烈时，如何实现这种连续的电池电压来为电池充电？

这个问题的一个流行解决方案是降压-升压转换器。无论输入电压高于或低于输出，该 DC/DC 转换器都可以产生稳定的输出电压。与线性稳压器相比，该转换器还受益于高效率，这是低功耗物联网的另一个重要考虑因素。

能量波动的挑战只是一个问题；第二个问题涉及为无线通信供电。

挑战#2：物联网超级电容器

挑战#2 来自所有物联网设备都使用某种形式的无线通信。

挑战在于无线通信技术还需要非连续供电，在数据传输过程中会出现大电流尖峰。对于传统的锂离子或锂聚合物电池来说，这些剧烈的尖峰通常太大了，从而对电池本身造成损坏。

物联网电流尖峰的一个例子。图片由 Medium 提供

这里流行的解决方案是超级电容器，这种设备存储的能量比电池少，但在损坏之前提供更快的响应时间和合适的充电/放电计数。这样，它可以充当电池和 RF 电路之间的缓冲器，为传输过程中的短电流突发提供所需的能量。

考虑到这些挑战，有必要了解公司创造了什么产品来解决这些挑战或利用潜在的解决方案来应对上述挑战。

来自e-peas的创新

意识到上述这些挑战，e-peas 发布了两款全新的物联网能量收集 PMIC。

第一款产品 AEM10330 是一款太阳能专用能量收集 IC。拥有集成的降压-升压转换器并允许多达 7 个太阳能电池作为输入。

该 IC 可支持 100 mV-4.5V 的输入电压、1.2 V 至 3.3 V 的负载电压和高达 60 mA 的负载电流。该设备非常适合能量收集和物联网设备的瞬态特性。

最重要的是，AEM10330 声称提供改进的超级电容器充电和平衡电路，它声称比竞争产品快 3 倍，以实现对当前射频传输需求的更好的瞬态响应。

AEM30330 框图。图片由 e-peas 提供

另一方面，该公司的 AEM30330 则专注于射频和振动能量收集。

该 PMIC 提供与其对应物相似的规格，接受 100 mV-4.5V 的输入电压和 1.2V-3.3V 的输出电压，在高功率模式下最大为 60 mA。该 PMIC 还共享改进的超级电容或从 275 mV 输入电压和 3 μW 输入功率开始充电和冷启动。

完整的解决方案

从其新 PMIC 的外观来看，e-peas 似乎了解其目标受众及其面临的设计挑战。凭借集成的降压-升压电路、改进的超级电容器充电能力以及对广泛输出电压的支持，e-peas的新型 PMIC 似乎是能量收集物联网应用的多功能且有价值的解决方案。