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能量采集设备为设备增加了电力的再引入 1 min Blog Electrical Engineers Systems Engineers/Architects Electrical Engineers Electrical Engineers Systems Engineers/Architects Systems Engineers/Architects 可穿戴设备、小型移动设备以及任何需要持续运行时间的设备都可以从能量收集能力中受益。这可以用来延长电池寿命或在主电源断开时提供一个有用的备用电源。可能的应用场景包括物联网设备、军事装备、传感器网络，甚至是自动驾驶车辆。 如果您正在寻找维持运行时间、充电/延长电池寿命，或甚至创建一个主要电源，您将需要在三种主要的能量收集技术之间做出选择。正确的技术将取决于设备将被部署的环境，但谨慎使用这些设备可以为您的设备提供额外所需的电力。 PCB和小型电子设备的能量收集方法 就像现代发电技术一样，所有能量收集设备都将某种普遍存在的能源转换成电力。在较小的电子设备中，最新的能量收集技术旨在将机械能、热能或背景电磁能转换为电能。然后，这种电力可以用来给电池充电，或者存储在电容器中。 当在一个使用无线电波进行设备间通信的环境中工作时，有时那些额外的RF能量基本上被浪费了。使用全向天线进行通信会将RF能量四处散播。收集这些额外能量的设备可以用来延长电池寿命，同时保持移动性。 如果您正在使用的设备产生大量的废热，您可以利用这些废热通过利用塞贝克效应为电子设备供电。热电发电机广泛可用，且适用于为小型电子设备供电。这些发电机的效果取决于热源与周围环境之间的温度梯度，选择合适的热电发电机时应考虑这一点。 最后，您可能有一个设备将被安装在某个产生一些机械振动的系统附近。您可以使用压电发电机将这种机械能转换为电能。 一个热电发电机模块 选择能量收集设备时需要考虑的参数 如果您计划在下一个设备中包含一个RF或微波能量收集模块，您需要考虑模块的频率带宽。大多数模块具有狭窄的带宽，并且在定义的带宽之外将具有低功率转换效率。然而，如果您想在更广泛的频率范围内进行能量收集，您可以使用具有不同频率响应的多个模块。您还需要考虑接收天线的输入阻抗和布局要求，以避免传输线效应和馈入损失。 热电发电机在特定的温度范围内最为高效。虽然这些设备收集的电流取决于设备热侧和冷侧之间的温度梯度，但存在一个点，这些设备的电响应变得非线性。超过额定的最大温度和温度梯度并不会从发电机产生显著更多的电流。相反，输出电流将在某个最大值处开始饱和。 压电发电机一旦振动幅度超过某个值，也会有类似的非线性响应。它们还有一个定义的响应带宽，提供最大功率转换效率。在选择压电发电机之前，应仔细检查这些设备将被使用的振动环境。值得庆幸的是，大多数压电整流/调节模块的带宽比压电本身的带宽要宽得多，所以在选择模块时你将有一定的自由度。 Powercast, P1110B P1110B是一个模块，它收集背景RF信号并将其转换为直流电压。这个表面贴装的集成电路具有小尺寸，非常适合在小型PCB上使用。该接收器在902-928 MHz频段可以达到70%的转换效率，尽管该模块仍然可以在此带外收集能量。 输出功率可以直接用来给电池充电，而不是储存在电容器中。在PCB上放置此模块时，确保设计你的RF馈线为短的50欧姆迹线，以确保阻抗匹配并防止馈入损失。RF输入天线和馈线应与地平面隔离。 P1110B将RF能量转换为直流电，并将能量提供给连接的存储元件。当存储元件上的可调电压阈值达到时，P1110B自动停止充电。可以使用微处理器从组件获取数据，以改善整个系统的操作。 P1110B数据手册第8页的典型应用电路 Linear 阅读文章
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