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Maxim超薄型环境能量收集IC MAX17710可收集1μW至100mW微功率能源

http://cn.newmaker.com 7/4/2011 12:38:00 PM 佳工机电网

Maxim Integrated Products推出MAX17710业界首款集成了所有电源管理功能的环境能量收集IC，器件可对微能量电池(MEC，一种固态电池)进行充电和保护。MAX17710工作在超低功耗，可从各种不稳定的能源(输出功率在1μW至100mW)获取能量，这类能源包括：光(由光电池采集)、振动(由压电元件采集)、热(由热电器件采集)以及RF(比如，近距离通信(NFC))。MAX17710集成了可编程输入升压转换器，不需要昂贵的外部元件即可在能源电压低至0.8V时对MEC充电。器件通过线性旁路稳压器保护MEC。MAX17710具有超低静态电流、输出可调的低压差线性稳压器(可选择3.3V、2.3V或1.8V)，满足各种不同负载的需求。器件采用厚度为0.5mm的小尺寸TQFN封装，适用于新型、超薄卡片式设计。这款IC还提供晶片，以满足更薄外形的设计需求。MAX17710适用于供电智能卡、实时时钟(RTC)/存储器备份以及无线传感器网络等应用。无线传感器网络包括浇灌控制、楼宇能量管理、机器监测系统、资产跟踪、生物安全系统、医疗应用及其他便携式消费电子等。

市场需要高度集成的能量收集系统

能量收集系统正在以指数率迅速增长。然而，由于需要整合不同的电源管理模块和功能，截至目前，市场上仍然缺乏有效的能量收集方案。由于需要安装基础部件，占用更多的空间，很难达到系统对尺寸、成本的要求。另外，由于附加部件增大了系统的静态电流，从而需要更大的储能电池，使得从低能源环境下的整体功率预算达到不可控制的水平。

MEC的重要性

在创建MAX17710能量收集和电源管理方案的同时，Maxim还与Infinite Power Solutions (IPS)公司THINERGY固态、可充电MEC电池制造商密切合作。THINERGY MEC工作灵活，具有无与伦比的重复充电能力，支持超常的电池寿命。这些超薄、只有邮票大小的储能产品具有超低自放电率，可常年储存，不失为高度可靠的备份电源。前所未有的电池工作时间和独特的金属薄片封装，确保产品长期可靠，并且大大降低了维护次数。

MAX17710能量收集和电源管理方案为MEC提供可靠保护，并有效控制储能。Infinite Power Solutions企业拓展副总裁David Squires解释说：“结合环境能量采集器件，MEC利用其自主操作和超常供电时间，能够使设备保持有效工作数十载。”Squires补充说：“在能量收集应用中，电源管理IC所消耗的静态电流是一个关键因素。没有采集能源时，MAX17710仅消耗1nA的电池电流，达到了前所未有的水平。”

MAX17710提供高效、灵活的能量收集方案

MAX17710内部集成了可编程转换器、储能管理缓冲器以及THINERGY MEC充电器和保护器，器件消耗超低工作电流，有效简化能量收集系统的设计。

MAX17710内置超低静态电流线性充电器，能够安全地为THINERGY MEC充电。MAX17710可通过调整输入电压、分流多余功耗来保护处于过压条件下的MEC。器件的超低静态电流、欠压保护特性有效避免MEC产生过放电。只有当外部能源把MEC的电压升高并恢复到安全水平时，欠压保护电路才会开启电路工作。

在超低温度条件下，所有电池均会增大特征阻抗，这会限制能够为负载提供的瞬态达电流。MAX17710独特的功能可以管理外部储能电容，增大电池的输出电流，即使在非常低的温度(如-40℃)的条件下，仍然可以提供较高的瞬态电流。

能量收集在远端、便携应用中的优势

设计者采用基于能量采集方案的原因是该方案无须使用昂贵的电源连线连接远端装置，也可以减少更换一次性电池的频率。

很多应用，比如远端传感器，需要大量的连接线，这些连接线通常安装困难且成本较高，还会浪费大量安装时间。可替代的方法是使用一次性电池，但更换电池不仅繁琐，也提高了系统成本。机场、医院等需要强化安全性的系统，时常升级个人身份识别系统。多数类似的便携系统采用计算量较大的生物特征识别技术，这就需要在ID设备中安装电池等供电电源。这些电池不但占用设备尺寸，还阻碍了设备的大规模市场化进程。更换每一块电池更是浪费时间、增加成本。

Maxim的MAX17710与THINERGY MEC相结合，克服了传统的传感器装配受限于电源、电池供电的制约。MAX17710有效利用周围环境的可用能源(诸如光、热、RF和振动)，配合THINERGY MEC的高效储能，为远端传感器提供了一套理想的供电方案。该解决方案节省了昂贵的连线成本，无需更换一次性电池，从而节省高昂的劳动力成本。

MAX17710也可工作在电网等不需要能量收集的场合，在这些应用中，能源来自电网或大电池，在为系统供电的同时还可以为MEC进行涓流充电，以作为存储器或RTC的备份电源。当电网断电，或系统掉电时，储存在MEC的能量可持续为易失存储器和/或RTC供电，保持几小时、几天甚至几周的正常工作。此方案可取代体积较大的钮扣电池和超级电容，后者具有较高的自放电电流，而且工作寿命有限，特别是在高温条件下。

由于多数能量收集应用要求小型化设计，MAX17710采用无铅、12引脚、3mm x 3mm x 0.5mm UTDFN封装。芯片起价$4.11 (2500片起，美国离岸价)。评估(EV)板安装了MAX17710 PMIC、THINERGY MEC101以及太阳能采集装置。

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