Репортаж от Wedoany，Бельгийская полупроводниковая компания e-peas ускоряет разработку микросхем управления питанием на основе сбора энергии из окружающей среды. Компания планирует на базе существующих продуктов создать новые интегральные схемы управления питанием, расширяя их применение в потребительской электронике, промышленном оборудовании, интеллектуальных зданиях и терминалах экологического Интернета вещей. Соответствующие технологии направлены на решение проблемы долгосрочного энергоснабжения подключенных устройств, позволяя датчикам и электронным терминалам работать за счет слабой энергии из окружающей среды, снижая зависимость от одноразовых батарей.
Интегральные схемы управления питанием, разработанные американским подразделением e-peas, могут собирать энергию из внутреннего и наружного освещения, радиочастотных сигналов, вибрации оборудования и температурных градиентов, а также преобразовывать, накапливать и распределять собранную слабую электроэнергию. Поскольку выходная мощность и стабильность различных источников энергии окружающей среды различаются, микросхемы должны непрерывно запускаться и работать в условиях низкого напряжения и низкого тока, одновременно контролируя собственное энергопотребление, чтобы предотвратить чрезмерное расходование собранной энергии на этапе управления питанием.
Такие микросхемы обычно устанавливаются внутри датчиков, пультов дистанционного управления, устройств отслеживания и мониторингового оборудования. Когда вокруг устройства имеются доступные источники света, тепла, вибрации или радиочастотные сигналы, модуль сбора энергии преобразует их в электроэнергию, а микросхема управления питанием в зависимости от рабочего состояния терминала подает питание на модули сенсорики, вычислений, хранения данных и беспроводной связи. Для устройств, которые не могут полностью отказаться от батарей, эта технология также позволяет продлить цикл замены батарей за счет дополнительного энергоснабжения и снижения потерь в режиме ожидания.
В настоящее время микросхемы управления питанием e-peas уже применяются в солнечных пультах дистанционного управления, системах отопления, вентиляции и кондиционирования, камерах видеонаблюдения и устройствах отслеживания активов. В солнечных пультах микросхема может собирать электроэнергию от внутреннего освещения; в системах отопления, вентиляции и кондиционирования и зданиях с сенсорными системами она поддерживает долгосрочную работу узлов мониторинга температуры, влажности и состояния оборудования; в устройствах отслеживания активов требуется координация позиционирования, обработки данных и отправки беспроводных сигналов при чрезвычайно низком энергопотреблении.
С увеличением количества терминалов Интернета вещей, хотя емкость батарей каждого отдельного устройства невелика, при массовом развертывании установка, проверка и замена батарей создают постоянные эксплуатационные работы. Особенно в сценариях с труднодоступными местами, замкнутыми пространствами, внутри промышленного оборудования или при распределенном развертывании обслуживающему персоналу часто сложно часто подходить к терминалам. Благодаря сбору энергии из окружающей среды и сверхнизкому энергопотреблению устройства могут сократить количество выездов на техническое обслуживание и снизить риск прерывания данных из-за разрядки батарей.
На следующем этапе e-peas расширит существующие решения по управлению питанием на основе сбора энергии, разрабатывая новые продукты, подходящие для большего количества источников энергии, структур терминалов и уровней энергопотребления. Основные инженерные усилия будут включать повышение эффективности преобразования слабой энергии, оптимизацию статического энергопотребления микросхем, усиление возможностей управления несколькими источниками энергии, а также упрощение интеграции микросхем с датчиками, модулями беспроводной связи и накопителями энергии.
Новые продукты также будут ориентированы на потребности массового применения в потребительской электронике, промышленном Интернете вещей и устройствах интеллектуальных зданий. Для производителей оригинального оборудования микросхемы сбора энергии должны не только соответствовать показателям низкого энергопотребления в лабораторных условиях, но и адаптироваться к различным условиям освещения, температуры, вибрации и радиочастотной среды, а также сохранять стабильную работу в течение всего срока службы продукта. Расширяя продуктовый портфель и коммерческую поддержку, e-peas будет способствовать переходу безбатарейных и долговечных электронных систем от единичных применений к более масштабному развертыванию в экологическом Интернете вещей.
