Linear Technology Komplettes Energy-Harvesting-System

 Komplettsystemlösung für einen Energy-Harvesting-Regler
Komplettsystemlösung für einen Energy-Harvesting-Regler

Bis zu 50 mA Dauerstrom liefert das Energy-Harvesting-System LTC3331 auf Basis des DC/DC-Abwärts/Aufwärtswandler LTC3331 von Linear Technology. Damit verlängert das System die Batterielaufzeit deutlich.

Ein einfacher 10-mA-Shunt-Lader ermöglicht es, einen Akku zu laden – falls nutzbare Energie aus der Umwelt zur Verfügung steht. Bei Unterschreitung einer bestimmten Mindestladung trennt sich der Akku automatisch und verhindert so eine Tiefentladung. Solange der LTC3331 die Last mit geregelter Energie aus der Umwelt versorgt, zieht er aus dem Akku einen Betriebsstrom von nur 200 nA. Wenn er durch den Akku gespeist wird, zieht er im Leerlauf (ohne Last) einen Strom von 950nA.

Linear Technologys LTC3331 besteht aus einer Hochspannungs-Energy-Harvesting-Stromversorgung, einem Akkulader und einem akkugespeisten Synchron-DC/DC-Abwärts/Aufwärtswandler. Das IC liefert eine unterbrechungsfreie, geregelte Ausgangsspannung für Energy-Harvesting-Anwendungen wie Funksensor-Netzwerke. Die Energy-Harvesting-Stromversorgung mit einem Vollwellen-Brückengleichrichter (als AC/DC-Eingang) und einem energieeffizienten Abwärtswandler, kann Energie aus piezoelektrischen Quellen (AC), solaren Quellen (DC) oder magnetischen Quellen (AC) ernten und akzeptiert AC- und DC-Eingangsspannungen von 3 V bis 19 V. Wenn keine Umweltenergie verfügbar ist, speist der Akku-Eingang einen Abwärts/Aufwärtswandler, der über den vollen Akkuspannungsbereich bis 4,2 V arbeitet und eine geregelte Ausgangsspannung liefert, ganz gleich, ob die Eingangsspannung höher oder niedriger als die gewünschte Ausgangsspannung oder genauso hoch ist. Wenn keine Umweltenergie verfügbar ist, schaltet der LTC3331 automatisch auf Akkubetrieb um.

Die Ansprechschwelle für die automatische Unterspannungsabschaltung ist im Bereich von 3 V bis 18 V programmierbar, dadurch kann die Energy-Harvesting-Quelle stets im Arbeitspunkt maximaler Leistung betrieben werden. Weitere Leistungsmerkmale des LTC3331 sind: über Pins programmierbare Ausgangsspannungen und Schwellenwerte für die Ausgangsstrombegrenzung des Abwärts/Aufwärtsreglers, ein Supercap-Balancer und Eingangsschutz-Shunt (bis 25 mA Ableitstrom bei VIN  ≥20V).

Der LTC3331EUH sitzt in einem 5 mm x 5 mm großen QFN-Gehäuse. Der Chip ist auch in einer für den industriellen Temperaturbereich spezifizierten Version, LTC3331IUH, verfügbar. Alle Versionen sind ab Lager lieferbar.