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如何使用数字电源管理进行能量收集
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2022-11-28
张飞雄
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数字电源管理是任何能量收集系统的重要组成部分。数字控制允许单个设备处理具有非常不同要求的各种能源，从光伏电池的最大功率点跟踪 (MPPT) 到压电和高阻抗热源。数字电源管理是任何能量收集系统的重要组成部分。数字控制允许单个设备处理具有非常不同要求的各种能源，从光伏电池的最大功率点跟踪 (MPPT) 到压电和高阻抗热源。bq25505bq25505器件器件旨在提取各种能量收集源产生的微功率。数字管理可确保二次充电电池不会因提取的电能而过度充电、电压升高，也不会因系统负载而耗尽超过安全限值。旨在提取各种能量收集源产生的微功率。数字管理可确保二次充电电池不会因提取的电能而过度充电、电压升高，也不会因系统负载而耗尽超过安全限值。如果二次电池电压低于用户定义的阈值，集成的多路复用器栅极驱动器会自动将系统负载切换到一次不可充电电池，从而允许设计人员针对不同应用优化系统。如果二次电池电压低于用户定义的阈值，集成的多路复用器栅极驱动器会自动将系统负载切换到一次不可充电电池，从而允许设计人员针对不同应用优化系统。图 1： Texas Instruments图 1： Texas Instruments的 bq25505显示了数字电源管理的引脚。的 bq25505显示了数字电源管理的引脚。该设计从 DC-DC 升压充电器开始，该充电器仅需微瓦功率即可开始运行。主升压充电器由升压输出 VSTOR 供电，如图 1 所示。一旦 VSTOR 电压高于 VSTOR_CHGEN 发生器值（通常为 1.8 V），升压充电器就可以有效地从低压输出收集器（例如 TEG 或产生电压低至 100 mV 的单电池或双电池太阳能电池板。当升压输出小于 100 mV 时，冷启动电路至少需要 330 mV 才能将 VSTOR 充电至 1.8 V。该设计从 DC-DC 升压充电器开始，该充电器仅需微瓦功率即可开始运行。主升压充电器由升压输出 VSTOR 供电，如图 1 所示。一旦 VSTOR 电压高于 VSTOR_CHGEN 发生器值（通常为 1.8 V），升压充电器就可以有效地从低压输出收集器（例如 TEG 或产生电压低至 100 mV 的单电池或双电池太阳能电池板。当升压输出小于 100 mV 时，冷启动电路至少需要 330 mV 才能将 VSTOR 充电至 1.8 V。MPPT管理MPPT管理bq25505 实现了一个可编程的 MPPT 采样网络，以优化从太阳能电池到设备的功率传输。随着落在电池上的光发生变化，复杂的非线性系统中的输出也会发生变化。bq25505 实现了一个可编程的 MPPT 采样网络，以优化从太阳能电池到设备的功率传输。随着落在电池上的光发生变化，复杂的非线性系统中的输出也会发生变化。一个简单的 MPPT 算法以线性方式跟踪此输出电压，以便优化转换为存储的能量。例如，对于在其开路电压的 80% 的最大功率点 (MPP) 下运行的太阳能电池，电阻分压器可以设置为 VIN_DC 电压的 80%，并且网络将控制 VIN_DC 在采样值附近运行参考电压。一个简单的 MPPT 算法以线性方式跟踪此输出电压，以便优化转换为存储的能量。例如，对于在其开路电压的 80% 的最大功率点 (MPP) 下运行的太阳能电池，电阻分压器可以设置为 VIN_DC 电压的 80%，并且网络将控制 VIN_DC 在采样值附近运行参考电压。
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