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能源採集大不易 突破點就在靜態電流
 

【CTIMES/SmartAuto 姚嘉洋 報導】   2013年11月28日 星期四

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能源採集這個議題在產業界的討論並不算是相當熱絡,廣泛來看,像是太陽能發電亦可以算是能源採集的一種。若將能源採集作一個簡單的定義,將不同的能量轉化為電能,就可等同視之。所以像是震動、光源、電磁波與溫差等,都是視為能源採集的一種。不過整體來看,即便是最普及的太陽能發電,每平方公分能發出來的電量大小,約莫僅有10至10,000μA的水準。

TI亞洲區市場開發市場行銷經理何信龍。(攝影:姚嘉洋)
TI亞洲區市場開發市場行銷經理何信龍。(攝影:姚嘉洋)

TI(德州儀器)亞洲區市場開發市場行銷經理何信龍表示,實務上,不同環境所造就的能源採集狀況不一而足,但可以肯定的是能夠採集的電力相當有限,在轉換電力後,如何在電力消耗極低下加以有效的運用,便成了整體系統設計的重要考量,也因此從元件乃至於系統本身都要重視「低功耗」這件事,如此才能留下更多的電力讓系統得以運作。而從太陽能發電來看,其實也不難看出,能源採集的概念,必須是「隨時」要進行的工作,因為實際環境相對不是這麼的穩定,系統本身也要保持在「待命」的狀態。

何信龍談到,考量電力的保存與採集並不容易,扣除來源端的不穩定性,系統元件本身在靜態電流的表現就勢必要高於一般的電源元件。以TI現階段針對能源採集所推出的新款元件,其靜態電流都可以有「nA」的等級,比μA還要更加嚴格。也因此,因應不同系統設計需求,TI分別推出bq25570與bq25505產品線,兩者都有具有為了達到儲能之用的升壓規格,以及MPPT(最大功率點追蹤)的規格,差別僅在前者同時具備降壓功能,以便驅動MCU或前端的類比元件;後者則是擁有管理週邊MOSFET切換功能。

先前TI已經推出FRAM(鐵電隨機存取記憶體)架構的MCU(微控制器)產品線,主要聚焦在長時間的錶類應用,像水表或是電錶等,所以也有極低的功耗表現。對此,何信龍特別指出,從系統表現來看,新款的電源元件的確是可以和FRAM MCU互相搭配,這是相當合理的組合。另外,值得一提的是,過往我們對於MPPT的了解,都是用MCU或是MPU(微處理器)來處理這方面的演算法,而bq25570與bq25505卻是可以利用硬體電路,來偵測不同環境的開路電壓,取其百分比,約莫就能了解MPPT的最大值為何,雖然有其誤差,但不會太大的影響。

關鍵字: 能源採集  MCU  MPPT  靜態電流  開路電壓  MOSFET  FRAM  TI(德州儀器, 德儀
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