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热力学定律并非岌岌可危,不过,那些用于从环境能量产生可用功率的装置却越来越能够让人们萌生这种“错觉”。可从潜在的物理能量源(例如:温差“热电发生器和热电堆”、机械振动或应变“压电和机电装置”和光“光伏太阳能电池”产生电能的换能器正逐渐成为许多应用的可行电源,从而对布线电源和电池起到了补充作用,甚至在很多场合中取代了上述电源。采用收集的能量可得到的一些好处包括:更高的安全性和可用性、更低的维护成本,更高的能效和系统灵活性等。在交通运输基础设施,汽车和航空电子设备、远程测量,工业过程控制、楼宇自动化等多种多样的应用中,能量收集技术正在使得多种远端、自主和无线检测及监视/控制系统得以实现。
当采用电建模方式时,换能器往往分为两大类。第一类向电源调节电路提供相对低的输出电压和低阻抗。例子包括热电发生器(TEG和太阳能电池。对于这些器件来说,电源调节电路必须外加范围为数十至数百mV的低电压来启动。以下是一个实例。LTC31D8升压型转换器和电源管理器在低至20mV的输入范围内工作,从而在工作时能够用热电发生器响应低至1或2度的温度差。第二类换能器为电源调节器提供相对较高的电压和高阻抗电源。一个典型的压电器件能产生一根具5V～40V开路电压和10μA～50μA短路电流的负载线。例如,LTC3588压电能量收集电源含有一个集成的低损耗全波桥式整流器,以实现与压电器件的最佳匹配,而且该器件具有20V的最高输入电压,以允许利用额定值为25V的电容器,以高的能量存储密度靠近换能器峰值功率传送点工作。
除了换能器领域的技术进步,可在很多环境中使用并与低输出电平兼容的电源管理产品也是实现商用化的促进因素。因为环境能量及产生的电能可能相当小,所以一个有效的电源管理系统须有几种关键的属性。首先,低静态(运行、无负载)电流是能量收集系统性能的一个关键决定因素。换能器输出必须提供电源管理电路所需的工作电流,然后多余的电能可提供给目标应用。为了满足这种需求,凌力尔特公司的上述产品设计成具有超低静态电流,范围为6μA至不到500nA。
其次,由于低功率运行制度,从这些换能器抽取有用数量的电能仍然是一个挑战。因此在多种负载条件下,高的电源转换效率是一个关键的设计目标。以LTC3588为例,它成功地解决了这个问题。该器件运用了一种先进的迟滞降压型开关稳压器拓扑结构,可在60μA～100mA(横跨3个数量级的宽负载电流范围)的负载范围和3.3Vour条件下实现接近90%的效率。
最后,能够管理和存储收集的电能与高能量转换效率同等重要。当输入能源不是连续可用或在平均功率需求与能量收集换能器相匹配,但峰值应用功耗超出换能器输出能力时,管理和存储收集的电能尤其重要。远端传感器安装或资产跟踪标签便是一个例子,它通常处于一种低功率睡眠模式,但之后被唤醒并以一个较高功率脉冲来收集和传送远端采样数据。
在这种情况下,能够管理主输出和存储器件(能量库)之间的电能传送是很重要。用超级电容器实现高密度能量存储和长充电周期寿命是一个不错的选择。LTC3108电源管理器自主地提供这种功能,并以最少的外部器件实现基于热量或太阳能的系统。
还有,电源管理器件应该提供标准和稳定的输出,以匹配组成应用负载的传感器、数据转换器、处理器、无线收发器和其它电路的功率需求,当然,仔细整合的解决方案可优化可制造性、可靠性和性能,同时简化设计过程,并缩短开发时间。
市面上已经有了能有效地与换能器相连并将收集能量调理成为可用功率的电源管理产品,它们正在实现各种性能上的突破,从而在众多不同的市场上造就了具商用可行性的能量收集型产品和系统。认可并接受这些新产品将为2010年及更远的未来赢得绝佳的发展机遇。
伊顿UPS重视负载及可扩展性
随着用户对UPS需求不断增长,如何选择适合的UPS系统至关重要。这个问题看起来并不难,但用户选择UPS产品及方案时却需要考虑众多因素。仅在确定所采购UPS的额定功率环节就有这方面的矛盾,严格按照当前应用需求确定UPS功率将不适应未来业务增长对系统的需求,采购的UPS功率过高则会造成采购成本和使用成本的双重浪费。因此,有不少企业提出要在采购中同时重视UPS的负载与可扩展性。
为了满足对UPS负载不断增长的需求,UPS企业大多会提供两种截然不同的选择:选择直接部署一套大功率的UPS系统,满足用户对UPS负载的需求;或者让自己的UPS系统的功率与实际需求一起增长。选择前者在使用初期会出现明明没有多少业务却要购买和使用大容量UPS,形成严重浪费。后者“随用随买”的特点似乎很便宜,但由于硬件和安装成本上升,这些方案可能实际上是更加昂贵。
选择可扩展性的产品和方案得到了越来越多的采购人认可。APC、伊顿等UPS企业都推出了模块化的UPS产品,以充分体现UPS系统的扩展性。考虑系统的可扩展性实质上是一种为客户未来的扩展需求服务的方案。从根本目的上看,考虑当前系统负载和可扩展性都是为用户提供经济,适用的电源系统可选择,只是考虑负载是针对当前需求,可扩展性则是着眼未来。
充分重视负载与可扩展性只是选择UPS的基础。在采购UPS产品时,至少需要依次考虑电源环境、安装环境、电源负载,可用性,可扩展性、配电系统、可管理性、操作与维护以及预算等因素,才能尽量确保在选购流程中做出正确的购买决策。
当采用电建模方式时,换能器往往分为两大类。第一类向电源调节电路提供相对低的输出电压和低阻抗。例子包括热电发生器(TEG和太阳能电池。对于这些器件来说,电源调节电路必须外加范围为数十至数百mV的低电压来启动。以下是一个实例。LTC31D8升压型转换器和电源管理器在低至20mV的输入范围内工作,从而在工作时能够用热电发生器响应低至1或2度的温度差。第二类换能器为电源调节器提供相对较高的电压和高阻抗电源。一个典型的压电器件能产生一根具5V～40V开路电压和10μA～50μA短路电流的负载线。例如,LTC3588压电能量收集电源含有一个集成的低损耗全波桥式整流器,以实现与压电器件的最佳匹配,而且该器件具有20V的最高输入电压,以允许利用额定值为25V的电容器,以高的能量存储密度靠近换能器峰值功率传送点工作。
除了换能器领域的技术进步,可在很多环境中使用并与低输出电平兼容的电源管理产品也是实现商用化的促进因素。因为环境能量及产生的电能可能相当小,所以一个有效的电源管理系统须有几种关键的属性。首先,低静态(运行、无负载)电流是能量收集系统性能的一个关键决定因素。换能器输出必须提供电源管理电路所需的工作电流,然后多余的电能可提供给目标应用。为了满足这种需求,凌力尔特公司的上述产品设计成具有超低静态电流,范围为6μA至不到500nA。
其次,由于低功率运行制度,从这些换能器抽取有用数量的电能仍然是一个挑战。因此在多种负载条件下,高的电源转换效率是一个关键的设计目标。以LTC3588为例,它成功地解决了这个问题。该器件运用了一种先进的迟滞降压型开关稳压器拓扑结构,可在60μA～100mA(横跨3个数量级的宽负载电流范围)的负载范围和3.3Vour条件下实现接近90%的效率。
最后,能够管理和存储收集的电能与高能量转换效率同等重要。当输入能源不是连续可用或在平均功率需求与能量收集换能器相匹配,但峰值应用功耗超出换能器输出能力时,管理和存储收集的电能尤其重要。远端传感器安装或资产跟踪标签便是一个例子,它通常处于一种低功率睡眠模式,但之后被唤醒并以一个较高功率脉冲来收集和传送远端采样数据。
在这种情况下,能够管理主输出和存储器件(能量库)之间的电能传送是很重要。用超级电容器实现高密度能量存储和长充电周期寿命是一个不错的选择。LTC3108电源管理器自主地提供这种功能,并以最少的外部器件实现基于热量或太阳能的系统。
还有,电源管理器件应该提供标准和稳定的输出,以匹配组成应用负载的传感器、数据转换器、处理器、无线收发器和其它电路的功率需求,当然,仔细整合的解决方案可优化可制造性、可靠性和性能,同时简化设计过程,并缩短开发时间。
市面上已经有了能有效地与换能器相连并将收集能量调理成为可用功率的电源管理产品,它们正在实现各种性能上的突破,从而在众多不同的市场上造就了具商用可行性的能量收集型产品和系统。认可并接受这些新产品将为2010年及更远的未来赢得绝佳的发展机遇。
伊顿UPS重视负载及可扩展性
随着用户对UPS需求不断增长,如何选择适合的UPS系统至关重要。这个问题看起来并不难,但用户选择UPS产品及方案时却需要考虑众多因素。仅在确定所采购UPS的额定功率环节就有这方面的矛盾,严格按照当前应用需求确定UPS功率将不适应未来业务增长对系统的需求,采购的UPS功率过高则会造成采购成本和使用成本的双重浪费。因此,有不少企业提出要在采购中同时重视UPS的负载与可扩展性。
为了满足对UPS负载不断增长的需求,UPS企业大多会提供两种截然不同的选择:选择直接部署一套大功率的UPS系统,满足用户对UPS负载的需求;或者让自己的UPS系统的功率与实际需求一起增长。选择前者在使用初期会出现明明没有多少业务却要购买和使用大容量UPS,形成严重浪费。后者“随用随买”的特点似乎很便宜,但由于硬件和安装成本上升,这些方案可能实际上是更加昂贵。
选择可扩展性的产品和方案得到了越来越多的采购人认可。APC、伊顿等UPS企业都推出了模块化的UPS产品,以充分体现UPS系统的扩展性。考虑系统的可扩展性实质上是一种为客户未来的扩展需求服务的方案。从根本目的上看,考虑当前系统负载和可扩展性都是为用户提供经济,适用的电源系统可选择,只是考虑负载是针对当前需求,可扩展性则是着眼未来。
充分重视负载与可扩展性只是选择UPS的基础。在采购UPS产品时,至少需要依次考虑电源环境、安装环境、电源负载,可用性,可扩展性、配电系统、可管理性、操作与维护以及预算等因素,才能尽量确保在选购流程中做出正确的购买决策。