方案與應用/環境獵能應用

動能

動能方案

您需要動能獵能的方案嗎?

假設您的物聯網無線裝置使用來自環境中,利用自然振動所產生的能量為電池充電,您可能會需要三天兩頭更換電池,因為他們很快就沒電啦!真是營運成本的硬傷!

其實,在某些環境中、某些條件下,光從您裝置的周邊可能就已經有足夠的環境能源能提供您所需的能源。

使用適當的材料與呎寸條件下,您的壓電(piezoelectric)獵能裝置將可與e-peas領先的獵能電源管理模組(PMICs )結合應用,可利用環境光源來為您的IoT設備充電,省下可觀的電池維護/替換成本。

E-peas提供了什么樣的產品?

一個可以讓您設備上的電池「長生不老」的解決方案!E-peas創新的IC可自動、有效率地藉由各種熱力來源幫您的電池充電!

E-peas目前已提供以下動能方案:

  • AEM30940可支援壓電感應式(piezoelectric)的獵能裝置

E-peas如何與競爭對手相比與眾不同?

E-peas獨門的AEM架構有以下特點:

  • 高能源轉換效率
  • 最快速的超級電容器(the fastest supercapacitor charge)
  • 冷啟動功率最低(the lowest cold-start power)
  • 電路面積要求最小,外部零件要求最少(the smallest footprint and associated components BOM)

此外,浩陽與e-peas工程師也會提供直接的技術支援服務!

產品選擇

我們推薦在熱溫差發電方案中使用以下產品:

料號VinCold-startPinPoutMPPT包裝
AEM3094050mV to 5V

380mV 
3μW

3μW to 400mW

[email protected] 
[email protected]1.8-4.1V

YesQFN28
5x5mm

應用案例

智能鞋


物聯網已是各行各業的趨勢!智能家居或穿戴式裝置的各項產品就不用再多談,早已廝殺成一片紅海。圍繞著人體周遭的智能化產品,例如智能衣、智能手表、智能眼鏡及智能球鞋等,則是下一個物聯網產業的新藍海,讓傳統的紡織業者一躍成為新興科技產業。

所謂智能鞋,即鞋子結合了感測器,可偵測人體各種數據,步伐的快慢、每一步踩踏的輕重,施力點的變化及壓力分部等等。除了傳統上能有效輔助運動員訓練的顯著優勢之外,的智能鞋對于一般大眾也可帶來明顯的好處,能夠詳實地記錄使用者的健康狀況,并配合大數據的分析,與其他健康家居產品(如智能手環)連線,提供使用者反饋,并在適當的情境下或可與醫療機構與保險業者配合,提供更客制化的個人健康照護方案。有些智能鞋還可針對主要大城市進行不同在地化的設計,如參考當地人的跑步習慣和風格、居住地環境以及跑步條件?做出變化。

目前除了科技品牌相繼推出智能鞋產品外,海內外知運動品牌也早已深耕該領域已久。例如知名美系品牌
的智能鞋,在鞋底裝設有運動參數量測的傳感器,能與行動裝置(智能型手機或智能手表等)進行配對,當使用者穿上這些鞋款時,運動參數量測裝置便會感測使用者的運動數據,例如慢跑速度、距離、平均速率、心率、血氧、位置等,而運動數據將被傳輸至行動通訊裝置進行儲存與分析,使用者也可以進行運動歷程的管理。這個貼身教練除了收集與分析數據之外,也可讓你與其他朋友發起挑戰。

E-peas的應用方案

透過E-peas的電源管理方案可搭配「壓電效應」的生電方案。將壓電板置于鞋底,透過每一步的步伐可以有效地生成智能鞋所需要的電力,永續供電。有關壓電效應更詳細的 e-peas應用,請見下方「AEM30940的動能應用」。


AEM30940的動能應用

E-peas 的動能能量采集IC方案 – AEM30940 – 是一個集成了能量管理的子系統,可透過粹取壓電或小馬達生成的直流電源同時將能源儲存在可充式裝置上,并透過兩個獨立的穩定電壓提供系統能緣。 此套系統可讓設計工程師延長電池壽命并最終取消原電池(一次性電池)的儲電裝置,可應用在包括無線通訊、工業監控、自動家居與穿戴式裝置等多種應用。


超低啟動電壓功耗

  • 380 mV 輸入電壓與 3 µW 輸入功耗即可冷啟動系統(cold start)
  • RF 輸入能量范圍于 -19dBm 至 10dBm 之間

超低功耗升壓調節器(Boost regulator)

  • 開放性電路每 0.33秒偵測一次 MPPT
  • 雙腳位可調控 MPPT
  • Voc 比例可選擇 50、65 或 80 %
  • 輸入電壓可工作范圍為 50 mV 至 5.5V 之間
  • MPPT電壓工作范圍由 50mV 至 5V
  • 即時阻抗匹配 (ZMPPT)
  • 透過腳位設置MPPT

整合的1.2/1.8 V 低壓差穩壓器

  • 可控制輸出電壓
  • 負載電流最高至 20 mA 
  • 可由外部控制電源閘控

整合的1.8 V-4.1 V 低壓差穩壓器

  • 負載電流最高至 80 mA,300 mV壓差
  • 可由外部控制電源閘控
  • 可控制輸出電壓

多種儲能裝置選擇

  • 可用程式化控制壁免過度充電(overcharge)及放電(overdischarge)
  • 可搭配各種可充式電池或(超級)電容
  • 快速的超級電容充電應用
  • 電池用竭前的余量警示
  • 穩壓器開啟時的動作警示

最小化的電路板面積與系統成本

  • 只需要七個被動元件搭配

額外的選配原電池方案

  • 用戶亦可搭配原(一次性)電池,在可充式儲電裝置沒電時可作備用電源

集成的換衡器(巴倫器、balun)供雙超級電容(dual-cell supercapacitor)使用

文檔

項目 版本最后更新日下載
AEM30940 product briefPB_AEM30940_REV1.317/05/2018Download
AEM30940 datasheetDS_AEM30940_REV1.101/10/2018Download
AEM30940 user guideUG_AEM30940_REV1.025/09/2018Download

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浩陽半導體股份有限公司

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