Среди обитателей "интернета вещей" встречаются приборы, которые вынуждены сами заботиться о собственном питании. Это автономные датчики и сенсоры, питающиеся от солнечных батарей, пьезоэлектрических элементов и прочих непостоянных источников. Системы питания таких устройств должны, во-первых, уметь добывать необходимые вольты из самых скудных ресурсов, а во-вторых – быть настолько экономичными, насколько это возможно.
Понятно, что обеспечить стабильное "прямое" питание более-менее функционального устройства от небольшой солнечной батареи или прочих источников "природной" энергии невозможно. Малые дозы энергии должны запасаться в хранилище – аккумуляторе или суперконденсаторе, от которых и питается электронная схема. Такая организация питания получила название energy harvesting – сбор и накопление энергии (изначально слово harvesting переводилось как "собирание урожая"; аналогия с сельским хозяйством здесь очень точна).
Особый способ "собирания" энергии требует и особой элементной базы. Корпорация Asahi Kasei Microdevices (AKM) представляет микросхемы для систем питания малопотребляющих устройств, питающихся от источников "природной" энергии. Их общие особенности – возможность работы при малом входном напряжении и очень низкий собственный ток потребления. Иными словами, эти микросхемы способны обеспечивать питание практически "из ничего". Например, для запуска преобразователя микросхемы AP4460A достаточно напряжения 0,35 В, а при входной мощности всего 50 мкВт (примерно столько дает солнечная батарея при комнатном освещении) эта микросхема уже может обеспечить питание напряжением до 4 В. А для того, чтобы использовать мощность солнечной батареи максимально эффективно, микросхема настраивается на оптимальный уровень входного (опорного) напряжения преобразователя с помощью внешнего резистора. При превышении этого уровня "лишняя" мощность может перенаправляться для хранения, например, в суперконденсатор.
Основные характеристики AP4460A:
- входное напряжение: от 0,14 В;
- выходное напряжение: от 2,5 до 4 В (±5%);
- КПД: 80% (при входном токе 1 мА и напряжении 0,5 В на входе и 3 В – на выходе);
- диапазон рабочих температур: от –30 до 85 °C;
- корпус: QFN, 24 вывода.
Рис. Структура и схема включения AP4460A.
О компании
Японская корпорация Asahi Kasei Microdevices – один из ведущих мировых производителей цифровых и цифро-аналоговых микросхем высокой степени интеграции и сенсоров для самого широкого круга применений. Миссия компании – создать связь между аналоговыми, естественными процессами и цифровыми системами во имя лучшего будущего.
