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关于电子电源利用的一些想法(www.hkin.com.cn 易库存中国)
2013-06-14 00:00:00
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 电子能量寻找的概念现已经出现超过十年了,可是在实际环境中,由环境动力供电的体系一向很粗笨、杂乱和贵重。不过,有些商场现已经成功地选用了能量寻找办法,如交通运输基础设施、无线医疗设备、轮胎压力检测和楼宇主动化商场。尤其是在楼宇主动化体系中,比如占位传感器、主动调温器乃至光控开关等,曾经装置时通常运用的电源或操控配线,如今现已经不需求了,取而代之的是,它们选用了部分能量寻找体系。

  能量寻找体系的一个首要应用是楼宇主动化体系中的无线传感器。为便利阐明,咱们考虑一下美国动力运用的散布状况。修建物每年都是动力出产的头号用户,约占总能耗的百分之三十八,紧随其后的是交通运输和工业范畴,各占总能耗的百分之二十八。此外,修建物能够进一步分红商用修建和民用修建,在这百分之三十八的能耗中,别离分得百分之十七和百分之二十。而民用修百分之二十的能耗数字还能够进一步区分,其间取暖、通风和空调 (HVAC) 约占民用修建总能耗的 3/4。当前估计,从 二00三年到二0三0年,动力运用量将翻一番,依此核算,选用楼宇主动化体系能够节约多达 30% 的动力 [数据来历:“World Energy, Technology and Climate policy outlook (WETO)”,由欧盟多个研究机构联合编撰]。
  类似地,一个选用能量寻找办法的无线网络能够将一幢大楼中任何数量的传感器连接起来,以在非首要区域的大楼或房间中没人时,调理该区域的温度或关掉该区域的照明灯,然后下降 HVAC 和电力费用。此外,能量寻找电子线路的本钱常常低于布设电源线的本钱或替换电池所需的平常保护本钱,因而用寻找的能量供电之办法,明显有经济收益。
 可是,若是每个节点都需求自个的外部电源,那么许多无线传感器网络就失去了优势。尽管电源办理技能确真实持续发展,现已经使电子电路能在给定电源状况下作业更长时刻,但这是有极限的,而用寻找的能量供电供给了一种弥补办法。因而,能量寻找经过将部分环境动力变换成可用的电能,变成一种给无线传感器节点供电或弥补供电的办法。
  因为一切无线传感器节点如今都能依托几百 μW 至几十 mW 的功率运作,因而用非传统电源给它们供电是可行的。这致使了能量寻找的呈现,在运用电池不便利、不实际、贵重或风险的体系中,可用能量寻找供给的电力给电池充电、弥补或替代电池。明显,若是能够把电池的替换周期从 2 年延伸至 5 年或 7 年,那么完成的保护本钱节约将是很无穷。
  一个典型的能量寻找装备或无线传感器节点 (WSN) 由 4 个方框组成,如图 1 所示。它们是:1) 环境能量源;2) 换能器组件和给下流电子组件供电的无线单元组成的通讯组件,用于完成与相邻节点及外部国际的无线通讯。
  一旦电能发生出来,就能够由能量寻找电路变换并调整为适宜的方式,以给下流电子组件供电。因而,一个微处置器能够唤醒一个传感器,以获取读数或丈量值,然后读数或丈量值可由一个模数变换器进行处置,以经过一个超低功率无线收发器传送 (典型传送电流水平为 20~30mA,持续时刻为 1~10ms)。
  最领先和现成可用的能量寻找技能 (例如:振荡能量寻找和室内光生伏打技能) 在典型作业条件下能发生毫瓦量级的功率。尽管这么低的功率能够看似很有限,可是若干年来寻找组件的作业能够阐明,无论就能量供给仍是就所供给的每能量单位本钱而言,这种技能大体上与长寿命的主电池适当。除此之外,运用能量寻找的体系通常能在电能耗尽之后从头充电,而这一点主电池供电的体系是做不到的。(编辑:易库存中国)