Licht lässt Display laufen

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Eine weitere Herausforderung in diesem Projekt war das Power-Management. Da die Akkuzelle 4,1 V liefert, das Display jedoch 5 V und der Mikrocontroller 3,3 V benötigen, sind sowohl ein Boost- als auch ein LDO-Regler notwendig. Allerdings weisen viele DC/DC-Aufwärtswandler bei geringen Strömen eine sehr schlechte Effizienz auf. In diesem Projekt fiel die Wahl auf den »LTC3525« von Linear Technology.

Bei durchschnittlich 140 μA Last im Slideshow-Modus hat dieser DC/DC-Wandler eine Effizienz von fast 90%. Als LDO kommt der »TPS780033022« von Texas Instruments zum Einsatz, mit einem sehr niedrigen Verlust von 0,5 μA bei 0,7 V Dropout-Spannung. Zusammen benötigen die beiden Regler knapp 61 μW. Neben der Erzeugung der Versorgungsspannungen ist eine Lade- und Überwachungselektronik zum Betrieb der Akkuzelle nötig. Hier konnten die Entwickler auf das Know-how von Infinite Power Solutions zurückgreifen: Dieser Teil der Schaltung hat nur 350 nA Eigenbedarf.

Ausblick

Über den vorgestellten Solar Reader hinaus sind für die Kombination von Low-Power-Display und -Controller mit Minisolarzellen viele weitere energieautarke Lösungen für portable Applikationen denkbar. Für den Ausgleich schwankender Lichternten bietet Infinite Power Solutions neben der genannten MEC-Zelle auch fertige Module an, die sogar die Spannungsüberwachung und Laderegelungselektronik mit integriert haben. Optimierungspotenzial steckt zudem in den Photovoltaikkomponenten. Für die nächste Generation von Zellen aus monokristallinem Silizium stellt Sharp einen Wirkungsgrad von bis zu 16,5% in Aussicht. Zudem plant das Unternehmen, Dünnschicht-Solarzellen für portable Applikationen auf den Markt zu bringen, die eine verbesserte Stromausbeute unter Kunstlichtbedingungen erreichen.

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