IC Harvester автоматически подбирает солнечные элементы к батареям

Aug 22, 2023

Nexperia создала ИС для сбора энергии для фотоэлектрических элементов мощностью примерно до 1 мВт, которая автоматически подбирает элемент к батарее, стремясь извлечь не менее 80% энергии, которую элемент может производить при любом заданном освещении. Диапазон сбора данных составляет от 35 мкВт до 2 мВт.

Внутри микросхемы, называемой NEH2000BY, преобразование энергии осуществляется посредством емкостного преобразователя постоянного тока с удвоением напряжения, управляемого алгоритмом, который настраивает преобразователь с целью достижения целевого показателя эффективности при изменении окружающего освещения на различных типах фотоэлектрических элементов, подающих электроэнергию на разнообразные аккумуляторы. Говорят, что при изменении уровня освещенности регулировка занимает менее секунды.

По словам Nexperia, из-за типичной формы кривых фотоэлектрической нагрузки и характеристик умножителя напряжения выбор фотоэлемента с напряжением холостого хода, в 0,69 раз превышающим напряжение батареи, даст алгоритму наилучшие шансы достичь своей цели, говорит Nexperia, что расширяет этот диапазон. от 0,5x до 0,8x для разумной производительности.

Electronics Weekly запросил более подробную информацию об алгоритме оптимизации и его ограничениях, поскольку данные не совсем ясны, поэтому следите за этим. На данный момент компания ответила, что ее технология отслеживания мощности «на самом деле точно измеряет мощность».

Он может работать с перезаряжаемыми батареями напряжением от 2,5 до 4,5 В и работать от батареи с напряжением всего 2 В, а выходная мощность элементов может варьироваться в зависимости от напряжения батареи, хотя напряжение более 2 В повредит микросхему, если батарея не подключена. «Чтобы предотвратить зарядку аккумулятора непосредственно от фотоэлектрического элемента, позаботьтесь о том, чтобы напряжение холостого хода было ниже, чем Vbatt плюс напряжение на диоде», — заявили в компании. Оптимизация предназначена «для фотоэлектрических комбайнов, но интегрируется с любым другим комбайном, который соответствует его диапазону входного напряжения».

Для запуска требуется напряжение не менее 1,65 В от элемента, а также 2,5 В от аккумулятора. Любая квалификация заряда аккумулятора, например, перенапряжение (верно) или температура должна быть внешней, возвращающей обратную связь на панель отключения микросхемы.

Хотя минимальная входная мощность номинально составляет 35 мкВт, в Nexperia заявили: «NEH2000BY можно настроить для работы, начиная с входной мощности 10 мкВт. В этом случае диапазон мощностей смещается вниз примерно в два раза», однако в технических характеристиках никаких дополнительных подробностей не приводится.

Эксплуатация при температуре от -40 до +85°C, упаковка — пластик QFP с 16 контактными площадками размером 3 x 3 мм. Компания утверждает, что общая площадь платы, включая три необходимых внешних конденсатора, может составлять 12 мм².

Приложения предусмотрены в беспроводных узлах Интернета вещей, носимых смарт-тегах и электронных ценниках на полках.

Для будущего? «Следующая версия будет иметь значительно больший коэффициент повышения», — сказал Нексперия Electronics Weekly. «Однако для большинства распространенных приложений 2x достаточно».

—