脈沖能量采集應用程序轉換能量爆發(fā)到足夠的功率用于操作簡單電路如無線交換機，無線數據記錄器，遙控器，和類似物。為了建立這些設計中，工程師可以在多種從廠家提供超低功耗的芯片和能量轉換器，包括EnOcean公司，凌力爾特，領新科技，美信集成，精量電子，微芯科技美迪科技，ROHM半導體，商Schurter的畫，Silicon Labs公司和德州儀器等等。能量收集應用程序通常依賴于清除能量涓涓細流從身體發(fā)熱，震動，環(huán)境射頻一方面或從高能源，如太陽能，風能等，吸取功率。在這些情況下，獲得了持續(xù)的能量來源，無論是低或高能量，通常可以確保電路的連續(xù)或接近連續(xù)操作。脈沖收獲，然而，得出功率從能量爆發(fā)與按鈕推，突然振動，或其它短命能量源相關聯(lián)。脈沖事件本身之外，這種做法留給電路的超出了多余的能量，他們可以從脈沖事件存儲無需額外電源。盡管存在這些挑戰(zhàn)，工程師們采用這種方法的應用范圍從基本的瞬時按鈕開關搭載的鐵路車輛輪轂的高能量振動在其軌道上運行復雜的無線監(jiān)控系統(tǒng)。脈沖能量收集有希望用于為廣泛的應用一樣簡單無線按鈕開關到事件記錄器等等。事實上脈沖能量采集已經謊言在非機械開關，如商Schurter的PSE系列壓電開關的心臟。與這些設備，按下按鈕偏轉的壓電盤，它創(chuàng)建能量足以電子開關，從而即刻關閉開關兩端的端子的電路的脈沖（圖1）的持續(xù)時間的電脈沖。在這種情況下，該電子開關觸點保持閉合的周期取決于致動速度，力和持續(xù)時間。

壓電收獲

（Measurement Specialties公司提供）不同于其他類型的傳感器，壓電器件產生時，他們一心來回的交流輸出電壓。因此，設計師通常會通過從一般小信號肖特基二極管陣列，如羅姆半導體RB521ZS8A30TE61創(chuàng)建橋式整流器通過從壓電設備輸出。以下整流器，設計者將通常使用的低功率變換器升壓或根據需要降壓的電壓。低功耗升壓轉換器，如凌力爾特LTC3108或Microchip的技術MCP1640，能帶來低電壓等級最高可用水平，而低功耗降壓轉換器，如Maxim的集成MAX638或德州儀器TPS62736，帶來更高的電壓降到安全水平。此外，低功耗降壓 - 升壓轉換器，如AMS AS1337或凌特LTC3531，特點是輸出電壓大幅波動地址的應用程序。專業(yè)能量收集設備，如凌力爾特LTC3588-1集成這個電壓調節(jié)功能集成到單個芯片中。線性LTC3588-1結合了低損耗，全波橋式整流器與收獲來自壓電換能器的能量，并提供一個合適的調節(jié)的輸出到應用電路所需要的高效率降壓轉換器。設計成與一壓電裝置或其他交流電源直接連接，所述LTC3588-1整流的電壓波形，并存儲在外部存儲電容器采集的能量（圖3）。

取決于脈沖能量源的性質，應用程序搭載脈沖能量收集將可能具有有限的可用功率，以提供超出發(fā)送突發(fā)傳送到一些接收機的數據廣泛的功能。事實上，工程師們可苦于無法實現(xiàn)更為復雜的無線傳輸協(xié)議，無需使用專用無線方式以最小的通信開銷，從而縮短傳輸突發(fā)和相應的低功耗要求。對于具有非常有限的功率預算的應用，射頻發(fā)送器IC，如領新技術TXM-XXX-LC提供無線連接到目標設備或主機一個非常低功率的專有解決方案。用于短距離，低功率應用，例如車庫門開啟或遙控器，領新提供其TXM-XXX-LC發(fā)射機在315兆赫，418兆赫和433兆赫頻帶，對周期性數據傳輸標準。該領新的LC傳感器可提供用于連接至一個MCU用于創(chuàng)建用于傳送的消息的多條數據線。另一方面，在TXM-XXX-LC和所述的Linx LICAL-ENC-MS001編碼器集成電路的組合提供了用于發(fā)送一個基本碼到目標設備的簡單，低功耗的解決方案。以提供在發(fā)送的代碼唯一性和安全性的水平，所述的Linx LICAL-ENC-MS001提供一個編碼比特流與224種可能的組合對的Linx TXM發(fā)射機（圖4）。

圖4：工程師可以通過一個編碼器集成電路，如領新技術LICAL-ENC-MS001結合，具有低功率無線RF發(fā)射器，如領新TXM-XXX-LC實現(xiàn)無線功能。 （領新技術的提供者）應用搭載高能量脈沖 - 如軌道的火車輪脈沖震動 - 可以利用其相對較高的功率，支持更復雜的基于MCU的應用，如鐵路顯示器。盡管如此，有必要確保脈沖事件之間連續(xù)操作指示使用非常低功率設備，即使在這些情況。在這種情況下，設計人員可以轉向從Silicon Labs Si106x系列或德州儀器CC2541器件的低功耗MCU。該SILABS Si106x和TI的CC2541每個集成了一個8051兼容的單片機片內RAM，閃存，多個外設以及無線收發(fā)器。該Silicon Labs的Si106x系列的特點是支持專用無線協(xié)議，頻率范圍從142兆赫至1050兆赫的設備，而TI CC2541被設計為支持的協(xié)議或在2.4 GHz頻段的標準藍牙低功耗協(xié)議。專為低功耗應用，這些器件具有多種低功耗睡眠狀態(tài)和極短的喚醒時間。然而，在一個脈沖 - 采集應用，采用這些裝置通常需要使用一個本地能量存儲裝置的諸如可充電鋰離子電池，薄膜電池，或超級電容器提供電源，以支持休眠狀態(tài)所需的滴流之間的能量脈沖事件。

無線模塊

壓電設備不是為脈沖能量設計的唯一解決方案。事實上，電磁感應技術可以產生顯著輸出電壓的各種配置，包括線性和旋轉。事實上，一個電磁換能器組件形成從EnOcean公司可用PTM 200和PTM 210U無線模塊的核心。所述的EnOcean PTM 200 / 210U結合了電源轉換器，處理器，和無線電臺在單個封裝中（圖5）的能量換能器。在此，電動換能器是由一個單獨的按鈕或搖臂開關的作用下，定位成推換能器的“能量弓”使用標簽安裝在模塊的外部激活。當能量弓被推僅為1.8毫米的距離，功率的足夠的脈沖被提供給使處理器和無線電傳輸基于接觸乳頭的設置一短的RF消息。在PTM 200工作在868.3 MHz頻段，而PTM 210U采用了902 MHz頻段。

結論

脈沖能量收集可以產生足夠的電力來激活低功耗，短持續(xù)時間的應用，如無線交換機和數據記錄器。通過捕獲能量短脈沖，這些應用程序可以無限期運行無需電池或電源的外部來源。工程師，可用IC和換能器的一個寬陣列提供用于實現(xiàn)無線設計搭載脈沖能量收集方案的相應不同的范圍。

審核編輯 黃宇