Circuit de gestion d’alimentation pour une récupération de l’énergie ambiante plus efficace
Désormais en phase de production, ce dispositif aura un fort impact sur toutes les applications émergentes de capteurs sans fil à très faible consommation, ce qui inclut tous les aspects de l’Internet des objets (IoT), des technologies portables, de l’automatisation en domotique, du contrôle industriel et de la géolocalisation sans fil, etc .
Fortement intégré dans boîtier QFN compact à 24 broches, ce circuit de gestion inclut notamment un convertisseur élévateur de tension (boost) à ultra-faible puissance, avec un niveau d’efficacité inédit de 94 %, ainsi que des références de tension, des éléments de gestion d’énergie et des régulateurs LDO. Son circuit innovant de démarrage à froid (cold start) peut être activé même si l’énergie présente est minimale. Ainsi, une tension d’entrée de seulement 380 mV et 11 μW de puissance sont largement suffisants.
Le dispositif capte toute la puissance disponible, jusqu’à 50 mW, à partir d’une source telle qu’une cellule photovoltaïque. Avec une tension d’entrée dans la plage de 100 mV à 2,5 V, son convertisseur élévateur de tension permet le chargement rapide de toute cellule de stockage d’énergie connectée telle qu’une batterie Li-Ion, une batterie à film mince, un condensateur ou un supercondensateur. Cette technologie permet de tripler le taux de charge par rapport aux autres solutions commercialisées actuellement.
Les 2 régulateurs LDO embarqués assurent une efficacité de près de 98% en courant sur une large plage de charges. L’un de ces dispositifs est associé à une alimentation à faible tension et l’autre à une alimentation à forte tension. L’alimentation basse tension 1,8 V peut assurer un courant de charge de 10 mA et sert généralement à alimenter le microcontrôleur du système. En parallèle, l’alimentation haute tension, configurable entre 2,2 V et 4,2 V, peut soutenir un courant de charge allant jusqu’à 80 mA pour alimenter, en général, l’émetteur-récepteur sans fil du système qui peut être basé, par exemple, sur un protocole BLE, Zigbee , SigFox ou LoRa.
Outre son meilleur rendement et sa capacité de démarrage à froid, ce circuit de gestion se différencie par la richesse des fonctionnalités embarquées, ce qui est particulièrement illustré par l’intégration d’une double sortie régulée. Le sous-système qui en résulte a une très faible empreinte sur le circuit imprimé et ne nécessite qu’une poignée de composants passifs/discrets externes. Cela implique, qu’en plus des coûts, les efforts d’ingénierie nécessaires au développement sont considérablement réduits.
« L’ AEM10940 deviendra rapidement essentiel pour répondre aux besoins de nombreux nouveaux systèmes, où chaque mJ d’énergie est précieux. La polyvalence de ce composant signifie qu’il sera compatible avec tous les systèmes de récupération d’énergie DC et toutes les technologies de stockage d’énergie, » explique Thierry Keutgen, directeur marketing et produits d’ e-peas. « Ses spécifications permettront aux équipes d’ingénierie d’allonger radicalement la durée de vie des batteries de leurs systèmes. Dans de nombreux cas, il permettra même d’éliminer le recours à une ressource de stockage d’énergie primaire, ce qui permettra non seulement de gagner beaucoup d’espace sur le circuit imprimé, mais aussi supprimera les coûts des opérations de maintenance dans des endroits souvent difficiles d’accès. »
e-peas.com/products/energy-harvesting
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