方案與應用/環境獵能應用

熱能

冷熱溫差方案

您需要熱能獵能的方案嗎?

假設您的物聯網無線裝置使用來自環境中,無論是暖氣、爐灶、發動機,甚至是人體熱量等熱能來為電池充電,您就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!

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。

依照溫度條件的不同,熱傳導發電機(TEG)每平分公分的面積可產出20微瓦(10µW)至10毫瓦(10mW)不等的能量。

使用適當的材料與呎寸條件下,您的TEG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目前已提供以下光能方案:

  • AEM20940可支援 3微瓦(3µW )至 625毫瓦(625mW)不等的熱傳導發電機(TEG)

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

1μW to 625mW

10mA@1.8V 
80mA@2.2-4.2V

YesQFN28
5x5mm
AEM2094050mV to 5V

60mV 
150μW

3μW to 400mWW

20mA@1.2-1.8V
80mA@1.8-2.5-3.3V

YesQFN28
5x5mm

應用案例

魚塭水質監控


傳統養殖漁業的運作,不但費力耗時,更是高風險產業。面臨風災、水災,病毒性疾病,或是增加水中溶氧量的水車設備偶發故障等,都讓養殖戶付出的心力與資金一夕之間化為烏有。因此,養殖戶習慣把自己的時間投入在照看魚塭,不敢出門遠行,以免突發狀況時趕不及搶救。

「養魚要先養水」,水質穩定,才能養好一池魚。導入智慧水質監測系統后,養殖戶更能掌握魚塭水質變化、魚只健康狀況,并進一步降低魚的死亡率、減少用藥,以及提高育成率與獲利率。養殖戶更不必整天被綁在魚塭看水顧魚,而有更多空閑的時間,顧好家庭與生活品質、進修增進養殖技術或開拓銷售通路。

E-peas的應用方案

透過E-peas的電源管理方案可搭配「冷熱溫差」或「太陽能」生電方案,基于水中溫度低于水表面因日照所承載的相對高溫,水上、水下的溫差即是很好的發電來源,可提供間測模組源源不絕的能量來源。有關冷熱溫差更詳細的 e-peas應用,請見下方「AEM20940的熱溫差應用」。部份客戶亦選擇了「太陽能」的生電方式來提供水質監測器的永續電力。藉由自然中的太陽光來或取能量,供水質監測所需要的器材設備使用。有關太陽能的應用,請見此頁。


AEM20940 的熱溫差應用


超低啟動電壓功耗

  • 100 mV 輸入電壓與 80 µW 輸入功耗即可冷啟動系統(cold start)

超低功耗升壓調節器(Boost regulator)

  • 透過腳位設置MPPT
  • MPP比例可設定為 50, 55, 75%
  • 開放電路的電壓每21秒偵測MPPT
  • 輸入電壓可工作范圍為 50 mV 至 5.5V 之間

整合的低電壓低壓差穩壓器

  • 1.2/1.8 V, 高效能
  • 負載電流最高至 20 mA
  • 可由外部控制電源閘控

整合的高電壓低壓差穩壓器

  • 可在1.8-2.5-3.3 V 之間配置
  • 負載電流最高可至 80 mA、 300 mV 壓差
  • 可由外部控制電源閘控

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

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

文檔

項目版本最后更新日下載
AEM 20940 product briefPB_AEM20940_REV1.228/03/2019Download
AEM 20940 data sheet DS_AEM20940_REV1.102/04/2019Download
AEM 20940 user guideUG_AEM20940_REV1.030/11/2018Download


AEM30940的熱溫差應用

E-peas 的熱溫差能量采集IC方案 – AEM30940 – 是一個集成了能量管理的子系統,可透過粹取熱電發電晶片(TEG)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)

超低功耗升壓調節器(Boost regulator)

  • 透過腳位設置MPPT
  • MPP比例可設定為 50, 65, 80, 100%
  • 開放電路的電壓每0.5秒偵測MPPT
  • 輸入電壓可工作范圍為 50 mV 至 5.5V 之間

整合的低電壓低壓差穩壓器

  • 1.8 V, 高效能
  • 負載電流最高至  10 mA 
  • 可由外部控制電源閘控

整合的高電壓低壓差穩壓器

  • 可在 2.2 V to 4.2 V 之間配置
  • 負載電流最高可至 80 mA、 300 mV 壓差
  • 可由外部控制電源閘控

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

文檔

項目版本最后更新日下載
AEM30940 product briefPB_AEM30940_Rev1.113/12/2017Download

聯絡信箱: info@hawyang-semi.com

浩陽半導體股份有限公司

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