面向智能化和物聯(lián)網(wǎng)的電源解決方案

　　汽車電子：中國的汽車工業(yè)發(fā)展迅速，汽車產(chǎn)品的升級換代加速，帶動汽車電子產(chǎn)品中的電源管理IC增長。尤其是新能源汽車的發(fā)展，電源管理IC將成為影響其普及程度的關(guān)鍵因素。高度集成的電源管理模塊將實現(xiàn)更低的系統(tǒng)成本、更高的可靠性以及更低的系統(tǒng)復(fù)雜性。

　　可穿戴設(shè)備/便攜式醫(yī)療設(shè)備：隨著智能手機(jī)的普及，移動終端在下一階段的方向?qū)⒏M(jìn)一步向小型化便攜化和專業(yè)功能化發(fā)展，目前的智能手環(huán)、智能手表就是代表之一。電源管理IC將進(jìn)一步在低功耗技術(shù)上取得進(jìn)展。無論是采取新的制造工藝還是采取更加優(yōu)化的設(shè)計策略，更低的功耗仍將是電源管理IC在消費(fèi)電子類產(chǎn)品上最為重要的指標(biāo)。同時，隨著大健康產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，作為集成電路產(chǎn)品在醫(yī)療行業(yè)最集中的體現(xiàn)，便攜式醫(yī)療電子設(shè)備市場也將進(jìn)入高速發(fā)展期。在傳統(tǒng)便攜式醫(yī)療電子之外，醫(yī)療電子與便攜式電子設(shè)備的結(jié)合也將成為行業(yè)的熱點。同樣，電源管理IC在該細(xì)分市場的應(yīng)用仍將以低功耗方向為主。

　　凌力爾特：能量收集

　　在我們的周圍存在著許許多多的環(huán)境能量，實現(xiàn)能量收集或節(jié)能的傳統(tǒng)方法一直是借助太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)。不過，新的收集工具允許我們利用各種各樣的環(huán)境能量源來產(chǎn)生電能。例如：熱電發(fā)生器可將熱量轉(zhuǎn)換為電力、壓電元件可轉(zhuǎn)換機(jī)械振動、光伏元件用于轉(zhuǎn)換陽光 (或任何光子源)、而流電元件 (galvanism) 則可從濕氣實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。這就有可能給遠(yuǎn)程傳感器供電，或者對電能存儲器件 (例如：電容器或薄膜電池) 進(jìn)行充電，以便微處理器或發(fā)送器能夠無需本地電源而接受遠(yuǎn)程供電。

　　然而，正是在功率譜的 “低” 端 (這里，WSN、IoT 和傳感器中的毫微功率轉(zhuǎn)換變得越來越普遍) 才需要那種可以使用非常低的功率和電流的電源轉(zhuǎn)換 IC。這些常常分別是幾十微瓦 (μW) 功率和幾十納安 (nA) 電流。不過，此類工作電流低于 1μA 的電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品 (包括電池充電器) 的供貨源卻是極其有限的。

　　一般地說，要想被上述這些應(yīng)用所接納和采用，電源轉(zhuǎn)換 IC 必需具備的性能特征包括：

　　● 低待機(jī)靜態(tài)電流 —— 通常小于 6μA，并可低至 450nA

　　● 低啟動電壓 —— 可低至 20mV

　　● 高輸入電壓能力 —— 高達(dá) 34V (連續(xù)) 和 40V (瞬態(tài))

　　● 能夠處理 AC 輸入

　　當(dāng)然，由環(huán)境收集源所提供的收集能量取決于電源工作多久。因此，比較能量收集電源的主要衡量標(biāo)準(zhǔn)是功率密度，而不是能量密度。能量收集系統(tǒng)的可用功率一般很低、隨時變化且不可預(yù)測，因而通常采用了一種與能量收集器和一個輔助電能儲存器相連的混合結(jié)構(gòu)。收集器 (由于能量供給不受限制和功率不足) 是系統(tǒng)的能量源。輔助電能儲存器 (一個電池或一個電容器) 可產(chǎn)生較高的輸出功率，但儲存的能量較少，它在需要的時候供電，其他情況下則定期接收來自收集器的電荷。所以，在沒有可供收集功率的環(huán)境能量時，必須采用輔助電能儲存器給 WSN、IoT 設(shè)備或傳感器供電。當(dāng)然，從系統(tǒng)設(shè)計人員的角度來看，這進(jìn)一步增加了復(fù)雜性，因為他們現(xiàn)在不得不考慮：必須在輔助電能儲存器中儲存多少能量，才能補(bǔ)償環(huán)境能量源的不足。

　　LTC3388-1/-3 是一款能接受 20V 輸入的同步降壓型轉(zhuǎn)換器，其可提供高達(dá) 50mA 的連續(xù)輸出電流，采用 3mm x 3mm (或 MSOP10-E) 封裝，見圖 4。該器件在 2.7V 至 20V 的輸入電壓范圍內(nèi)工作，因而非常適用于多種能量收集和電池供電型應(yīng)用，包括 “保持運(yùn)作” 的傳感器和工業(yè)控制電源。